FR2586129A1 - Optical fibres signalling and display device - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un dispositif d'affichage à fibres optiques ou analogues, plus particulièrement adapté, quoi que de manière non exclusive, à la signalisation routière en vue de la matérialisation lumineuse sur des panneaux généralenent de grandes dimensions d'informations pouvant être modifiées à volonté à distance, selon la nature du message à visualiser et les circonstances. Elle concerne également, selon le même principe les panneaux lumineux du genre ci-dessus ou bien pouvant servir à l'information générale du public, à but publicitaire ou autre. The present invention relates to a display device with optical fibers or the like, more particularly adapted, although not exclusively, to road signs for the purpose of light materialization on signs generally of large dimensions of information which can be modified at will remotely, depending on the nature of the message to be viewed and the circumstances. It also relates, according to the same principle, to light panels of the above kind or which can be used for general public information, for advertising or other purposes.
Les vitesses relativement élevées autorisées dans certaines circonstances sur la route, en particulier sur les autoroutes, jointes à des conditions météorologiques éventuellement peu favorables en cas de brouillard, pluie, soleil de face ou en arrière, rendent nécessaires pour la sécurité des usagers, que la signalisation les informant d'évènements susceptibles d'être rencontrés sur leur parcours puisse être lue en un temps très bref, le message devant être identifié sans risque d'erreur ou de confusion, afin de permettre une réaction adaptée de l'usager. The relatively high speeds authorized in certain circumstances on the road, in particular on motorways, combined with possibly unfavorable weather conditions in the event of fog, rain, sun from the front or behind, make it necessary for the safety of users, that the signage informing them of events likely to be encountered on their route can be read in a very short time, the message to be identified without risk of error or confusion, in order to allow a suitable reaction from the user.
On connait déjà de nombreuses technologies de réalisation de panneaux de signalisation lumineuse. Ainsi, le brevet américain 3.909.823 illustre un dispositif permettant d'afficher des messages variables sur un panneau matriciel, par commande à distance, en utilisant un faisceau de fibres optique s comme organe de transmission de la lumière, ces fibres étant réparties de manière à déboucher dans la face visible du panneau selon les points d'une matrice afin de visualiser des lettres ou caractères, par exemple alphanumériques, grâce à l'éclairage commandé de ces fibres.Selon une disposition classique, les fibres optiques du faisceau peuvent être associées, soit en groupe, soit isolemment à des organes obturateurs ou d'occultation, qui, par commande d'un système électro-mécanique, viennent interrompre ou au contraire laisser libre le trajet lumineux vers l'extrémité de la fibre apparaissant dans le panneau de signalisation. Un tel mécanisme d'occultation peut être constitué par un ensemble de volets ou analogues, commandés par des électro-aimants ou par tout autre système, imposant aux volets un déplacement transversal ou rotatif, de telle sorte qu'ils s'interposent sur le rayon lumineux ou laissent celui-ci pénétrer dans la fibre. De tels mécanismes opturateurs sont par exemple connus par le brevet américain 3.577.197. We already know many technologies for making light signaling panels. Thus, American patent 3,909,823 illustrates a device making it possible to display variable messages on a matrix panel, by remote control, by using a bundle of optical fibers s as the organ for transmitting light, these fibers being distributed so to emerge in the visible face of the panel according to the points of a matrix in order to visualize letters or characters, for example alphanumeric, thanks to the controlled lighting of these fibers. According to a conventional arrangement, the optical fibers of the bundle can be combined , either in a group, or individually to shutter or occultation organs, which, by command of an electro-mechanical system, interrupt or on the contrary leave free the light path towards the end of the fiber appearing in the panel signage. Such a concealment mechanism can be constituted by a set of flaps or the like, controlled by electromagnets or by any other system, imposing on the flaps a transverse or rotary movement, so that they are interposed on the spoke. or let it penetrate the fiber. Such optator mechanisms are for example known from US Patent 3,577,197.
Or, ces dispositifs classiques ne présentent généralement pas un caractère de fiabilité parfait dans les conditions parfois difficiles mentionnées plus haut, et en particulier dans l'environnement propre à un axe routier à grande circulation où règnent, indépendamment des conditions atmosphériques rappelées précédemment, une atmosphère polluée par les gaz d'échappement et par la poussière ambiante, les supports des panneaux étant en outre soumis à des vibrations au sol dues au passage des nombreux véhicules. However, these conventional devices do not generally have a character of perfect reliability under the sometimes difficult conditions mentioned above, and in particular in the environment specific to a high-traffic highway where an atmosphere prevails, independently of the atmospheric conditions mentioned above. polluted by exhaust gases and ambient dust, the panel supports are also subjected to vibrations on the ground due to the passage of numerous vehicles.
De plus, l'utilisation de fibres optiques comme organe de transmission de la lumière, nécessite la satisfaction de certains impératifs liés à la faculté de pouvoir lire à longue distance les messages affichés, en particulier en exigeant pour les caractères qui forment ceux-ci un espacement pouvant être variable, notamment lorsque l'on utilise des caractères alphanumériques. En effet, il convient d'éviter à longue distance et selon certaines conditions dans l'ambiance atmosphérique, des effets de halo ou de superposition apparente des caractères, qui rendent la possibilité de lecture du message difficile et risquent de perturber l'usager.A titre d'exemple, le message peut comporter notamment un mot d'appel en grands caractères, tel que "ATTENTION" ou "DANGER" ou autre, qui doit être vu encore plus loin que le message littéral suivant, ce premier mot devant donc être d'une dimension double ou triple des autres éléments du message. Enfin, l'information doit être comprise des usagers de la route ne possédant pas obligatoirement la langue du pays traversé ; il est donc primordial de pouvoir afficher sur le panneau, non seulement des messages littéraux, mais également des pictogrammes et/ou des graphismes, pour expliciter immédiatement le texte affiché. In addition, the use of optical fibers as a light-transmitting member requires the satisfaction of certain imperatives linked to the ability to be able to read the messages displayed at a long distance, in particular by requiring for the characters which form them a spacing can be variable, especially when using alphanumeric characters. Indeed, long-distance and under certain conditions in the atmospheric atmosphere, halo effects or apparent superposition of characters should be avoided, which make it difficult to read the message and may disturb the user. As an example, the message can include in particular a call word in large characters, such as "ATTENTION" or "DANGER" or other, which must be seen even further than the following literal message, this first word therefore having to be of a double or triple dimension of the other elements of the message. Finally, the information must be understood by road users who do not necessarily have the language of the country crossed; it is therefore essential to be able to display on the panel, not only literal messages, but also pictograms and / or graphics, to immediately explain the text displayed.
Or, avec les systèmes d'occultation des fibres optiques d'un panneau de signalisation tels qu'actuellement connus, plusieurs inconvénients ne peuvent être jusqu'à ce jour évités. En premier lieu, les panneaux connus ne permettent pas l'utilisation d'un nombre élevé de points donc de fibres, les caractères alphanumériques réalisés sur le panneau étant chacun formé sur une matrice séparée, le panneau étant lui-même constitué par la juxtaposition d'un nombre néanmoins limité de telles matrices. I1 en résulte un manque de sécurité et une limitation notable dans la longueur du message ou la forme de ce dernier, pouvant être affiché. However, with the optical fiber screening systems of a traffic sign as currently known, several drawbacks cannot be avoided to date. First, the known panels do not allow the use of a high number of stitches, therefore of fibers, the alphanumeric characters produced on the panel each being formed on a separate matrix, the panel itself being constituted by the juxtaposition of 'however a limited number of such matrices. This results in a lack of security and a notable limitation in the length of the message or the form of the latter, which can be displayed.
Par ailleurs, avec les systèmes jusqu a présent connus dans la technique, les mécanismes électro-magnétiques d'occultation des fibres optiques ne présentent pas une sécurité de fonctionnement et une fiabilité suffisamment grande pour permettre, dans toutes les conditions, une utilisation du panneau avec un taux de panne ou d'incident réduit de manière significative. Furthermore, with the systems hitherto known in the art, the electro-magnetic mechanisms for occulting the optical fibers do not have operating safety and reliability sufficiently great to allow, under all conditions, use of the panel with a significantly reduced failure or incident rate.
La présente invention concerne un dispositif d'affichage et de signalisation, comportant un ensemble de fibres optiques dont les extrémités débouchent sur la face visible d'un panneau selon un réseau de points permettant la matérialisation de caractères d'écriture ou de tous autres signes formés selon un graphisme et une configuration déterminés par l'éclairement d'extrémités sélectionnées de fibres à l'intérieur du réseau, chaque fibre optique, ou un nombre limité de fibres optiques, étant associée à un organe d'occultation électromagnétique individuel du rayon lumineux parcourant la fibre, commandé individuellement, et disposé en amont ou en aval de la fibre correspondante, ce dispositif présentant vis à vis des solutions actuellement connues, grâce notamment à une commande à double effet, une sécurité de fonctionnement particulièrement améliorée, jointe à un prix de revient très sensiblement diminué. The present invention relates to a display and signaling device, comprising a set of optical fibers, the ends of which open onto the visible face of a panel according to a network of dots allowing the materialization of writing characters or any other signs formed. according to a graphics and a configuration determined by the illumination of selected ends of fibers inside the network, each optical fiber, or a limited number of optical fibers, being associated with an individual electromagnetic occultation organ of the light ray traversing the fiber, individually controlled, and arranged upstream or downstream of the corresponding fiber, this device having opposite currently known solutions, thanks in particular to a double-effect control, a particularly improved operational safety, combined with a price of returns very significantly decreased.
A cet effet, le dispositif considéré se caractérise en ce que l'organe d'occultation de chaque fibre ou groupe de fibres est constitué par un masque porté par un poussoir en un matériau amagnétique, coulissant axialement avec un faible jeu dans l'alésage axial d'au moins un noyau creux en matériau magnétique à faible champ coercitif entouré par une bobine électrique, le poussoir présentant une dimension longitudinale supérieure à celle du noyau et comportant au moins un aimant permanent à champ coercitif élevé, disposé transversalement sur le poussoir. To this end, the device considered is characterized in that the concealment member of each fiber or group of fibers is constituted by a mask carried by a pusher made of a non-magnetic material, sliding axially with little play in the axial bore. at least one hollow core of magnetic material with a weak coercive field surrounded by an electric coil, the pusher having a longitudinal dimension greater than that of the core and comprising at least one permanent magnet with a high coercive field, placed transversely on the pusher.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le poussoir traverse un noyau creux unique et est muni à ses extrémités, à l'extérieur du noyau, de deux aimants permanents aimantés selon la direction du poussoir et polarisés de manière inverse l'un de l'autre, de telle sorte que selon le sens du courant dans l'enroulement de la bobine, le noyau s' aimante avec une polarisation telle qu'il attire l'un des deux aimants et repousse l'autre et vice versa, afin de provoquer le déplacement du masque lié au poussoir entre deux positions d'équilibre franches correspondant à la butée de l'un ou de l'autre des deux aimants sur une des faces d'extrémités du noyau. In a first embodiment of the invention, the pusher passes through a single hollow core and is provided at its ends, outside the core, with two permanent magnets magnetized in the direction of the pusher and inversely polarized one on the other, so that according to the direction of the current in the winding of the coil, the core is magnetized with a polarization such that it attracts one of the two magnets and repels the other and vice versa, in order to cause the displacement of the mask linked to the pusher between two frank positions of equilibrium corresponding to the abutment of one or the other of the two magnets on one of the end faces of the core.
Dans une autre variante de réalisation, le noyau magnétique est réalisé en deux parties séparées, ménageant entre elles un entrefer, chaque partie étant entourée par une bobine électrique, les enroulements des deux bobines étant inversés l'un par rapport à l'autre de manière telle que, lors du passage d'un courant dans ces enroulements, les deux parties du noyau soient polarisées de manière opposée, le poussoir coulissant traversant les deux noyaux comportant un aimant permanent unique monté sur le poussoir dans l'entrefer entre les noyaux et venant en butée contre l'une ou l'autre des deux parties du noyau selon le sens du passage du courant dans ces enroulements. In another alternative embodiment, the magnetic core is produced in two separate parts, providing an air gap between them, each part being surrounded by an electric coil, the windings of the two coils being reversed with respect to each other so such that, during the passage of a current in these windings, the two parts of the core are polarized in opposite directions, the sliding pusher passing through the two cores comprising a single permanent magnet mounted on the pusher in the air gap between the cores and coming in abutment against one or the other of the two parts of the core according to the direction of the current flow in these windings.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le masque lié au poussoir coulissant consiste en une plaquette opaque, coudée à angle droit, dont un bord est fixé sur l'extrémité du poussoir au-delà d'un des aimants et appliquée contre la face en regard de celui-ci, l'autre bord s'étendant dans une direction perpendiculaire à l'axe de la fibre optique pour venir occulter celle-ci au voisinage de son extrémité débouchant dans le panneau de visualisation. In a particular embodiment of the invention, the mask linked to the sliding pusher consists of an opaque plate, bent at a right angle, one edge of which is fixed on the end of the pusher beyond one of the magnets and applied against the opposite face thereof, the other edge extending in a direction perpendicular to the axis of the optical fiber to obscure it in the vicinity of its end opening into the display panel.
Selon une autre caractéristique particulière, le poussoir comporte une rainure hélicoidale dans laquelle est engagé un ergot porté par le noyau et débordant dans l'alésage où coulisse le poussoir-, de telle sorte que celui-ci soit animé d'un mouvement combiné de déplacement axial et de rotation.Avantageusement, et dans ce même mode de réalisation, les deux aimants permanents portés par le poussoir comportent un passage longitudinal pour la lumière issue de la fibre disposée dans l'axe du poussoir, l'un des deux aimants étant muni, sur le trajet de la lumière, d'un premier polariseur optique plan animé par le poussoir d'un mouvement de rotation en regard d'un deuxième polariseur optique fixe, de telle sorte que selon la position relative des deux polariseurs formant le masque, la lumière issue de la fibre soit occultée ou de libre passage à travers ces polariseurs. According to another particular characteristic, the pusher comprises a helical groove in which is engaged a lug carried by the core and projecting into the bore where the pusher slides, so that it is animated by a combined movement of displacement Advantageously, and in this same embodiment, the two permanent magnets carried by the pusher have a longitudinal passage for the light coming from the fiber arranged in the axis of the pusher, one of the two magnets being provided , on the light path, of a first planar optical polarizer animated by the pusher with a rotational movement opposite a second fixed optical polarizer, so that according to the relative position of the two polarizers forming the mask, the light from the fiber is obscured or free passage through these polarizers.
Dans une autre variante, le masque comporte une partie coudée dont un bord s'étend parallèlement à l'axe de la fibre optique pour se placer sur le trajet lumineux issu de l'extrémité de celle-ci et renvoyé parallèlement à elle-même par un jeu de deux miroirs plans, disposés en vis-à-vis avec une inclinaison de 45 sur la direction de l'axe de la fibre afin de renvoyer la lumière avec un trajet dévié deux fois à 90
Avantageusement et quelque soit le mode de réalisation adopté pour l'organe d'occultation, chaque fibre optique est associée, dans la face du panneau où elle débouche, à une lentille de focalisation, le masque se déplaçant dans un espace libre ménagé entre la fibre et la lentille.In another variant, the mask has a bent part, one edge of which extends parallel to the axis of the optical fiber in order to be placed on the light path coming from the end of the latter and returned parallel to itself by a set of two flat mirrors, arranged opposite with an inclination of 45 on the direction of the axis of the fiber in order to return the light with a path deviated twice at 90
Advantageously and whatever the embodiment adopted for the occultation member, each optical fiber is associated, in the face of the panel where it opens, with a focusing lens, the mask moving in a free space formed between the fiber. and the lens.
Selon une autre caractéristique avantageuse, les organes d'occultation de chaque fibre sont montés à l'intérieur d'un boitier commun délimitant le panneau de signalisation. En variante, ces organes d'occultation peuvent être disposés à l'extérieur du boitier et fixés sur le panneau au voisinage des extrémités des fibres. According to another advantageous characteristic, the concealment members of each fiber are mounted inside a common box delimiting the signaling panel. As a variant, these concealment members can be arranged outside the housing and fixed to the panel in the vicinity of the ends of the fibers.
De préférence, les faces d'extrémité du noyau contre lesquelles viennent buter les aimants permanents solidaires du poussoir, peuvent comporter une rondelle amagnétique, évitant le collage de ces aimants et un rebondissement en fin de course sous l'effet de l'attraction du noyau. Preferably, the end faces of the core against which the permanent magnets integral with the pusher abut, may comprise a non-magnetic washer, avoiding the sticking of these magnets and a rebound at the end of the race under the effect of the attraction of the core. .
Enfin, selon diverses variantes de réalisation, le poussoir coulissant peut présenter une section circulaire, carrée ou rectangulaire, coopérant avec un alésage de même section à l'intérieur du noyau. Finally, according to various alternative embodiments, the sliding pusher may have a circular, square or rectangular section, cooperating with a bore of the same section inside the core.
D'autres caractéristiques d'un dispositif d'affichage et de signalisation établi conformément à l'invention apparaitront encore à travers la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation, donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1 est une vue schématique d'un panneau de signalisation à fibres optiques, dans lequel chacune de ces fibres comporte un système d'occultation individuel selon l'invention ;
La figure 2 illustre à plus grande échelle une premier mode de réalisation d'un système électromagnétique de commande destiné à réaliser l'occultation d'une fibre optique selon l'invention ;;
Les figures 3 et 4 sont des vues schématiques correspondant au dessin de la figure 2, permettant de mieux expliciter le fonctionnement du système
La figure 5 illustre une variante de réalisation du système électromagnétique de commande
La figure 6 illustre une autre variante de réalisation dudit système ;
La figure 7 illustre la mise en oeuvre du système de commande d'occultation d'une fibre optique du panneau de signalisation
Les figures 8,9,10 et 11 se rapportent à diverses autres variantes de réalisation du dispositif selon 1' in- vention.Other characteristics of a display and signaling device established in accordance with the invention will become more apparent from the following description of several exemplary embodiments, given by way of non-limiting example, with reference to the appended drawings in which
Figure 1 is a schematic view of a fiber optic signaling panel, in which each of these fibers comprises an individual screening system according to the invention;
FIG. 2 illustrates on a larger scale a first embodiment of an electromagnetic control system intended to produce the concealment of an optical fiber according to the invention;
Figures 3 and 4 are schematic views corresponding to the drawing of Figure 2, to better explain the operation of the system
FIG. 5 illustrates an alternative embodiment of the electromagnetic control system
FIG. 6 illustrates another variant embodiment of said system;
FIG. 7 illustrates the implementation of the occultation control system for an optical fiber of the traffic sign
Figures 8, 9, 10 and 11 relate to various other alternative embodiments of the device according to the invention.
Sur la figure 1, la référence 1 désigne un panneau d'affichage de caractères lumineux ou autre, plus spécialement adapté à la signalisation sur routes ou autoroutes. In FIG. 1, the reference 1 designates a display panel of luminous or other characters, more particularly suitable for signaling on roads or motorways.
Sur une face de ce panneau, sont répartis, selon un réseau matérialisé par un ensemble de lignes horizontales 2 et verticales 3, des points 4 en chacun desquels débouche l'extrémité d'une fibre optique 5, chacune de ces fibres permettant, par transmission de lumière jusqu'à son extrémité 4 située sur la face visible du panneau 1 (située de l'autre côté de la partie représentée sur la figure), d'éclairer le point correspondant. Les fibres de l'ensem- ble du réseau formé dans le panneau de signalisation 1 sont alimentées en lumière par des moyens extérieurs à ce panneau (non représentés), mais en eux-mêmes connus dans la technique. Ces moyens peuvent être associés individuellement à chacune des fibres 5 ou bien, le cas échéant, concerner plusieurs de ces fibres, convenablement groupées.En outre, chaque fibre ou groupe de fibres est associé à un dispositif électromagnétique, permettant selon qu'il est mis en oeuvre ou hors circuit, d'occulter la fibre, en empêchant la transmission à travers celle-ci de la lumière, ou bien au contraire d'éclairer le point 4 correspondant dans la face visible du panneau 1.On a face of this panel, are distributed, according to a network materialized by a set of horizontal lines 2 and vertical 3, points 4 in each of which opens the end of an optical fiber 5, each of these fibers allowing, by transmission light up to its end 4 located on the visible face of the panel 1 (located on the other side of the part shown in the figure), to illuminate the corresponding point. The fibers of the whole network formed in the sign 1 are supplied with light by means external to this sign (not shown), but in themselves known in the art. These means can be associated individually with each of the fibers 5 or, if appropriate, concern several of these fibers, suitably grouped. In addition, each fiber or group of fibers is associated with an electromagnetic device, allowing, depending on whether it is put in operation or out of circuit, to obscure the fiber, preventing transmission through it of light, or on the contrary to illuminate the corresponding point 4 in the visible face of the panel 1.
La figure 2 illustre, à plus grande échelle, un mode de réalisation préféré d'un système de commande permettant d'assurer à volonté et par une commande éventuellement placée à distance, l'occultation de la lumière ou le libre passage de celle-ci dans chacune des fibres 5 du panneau. FIG. 2 illustrates, on a larger scale, a preferred embodiment of a control system making it possible to ensure at will and by a command possibly placed at a distance, the concealment of the light or the free passage of the latter in each of the fibers 5 of the panel.
Ce dispositif se compose essentiellement d'un noyau magnétique 6, réalisé en un matériau comportant un faible champ coercitif. Ce noyau 6 présente une forme générale cylindrique et comporte un alésage ou passage axial 7, dont la section peut être quelconque , circulaire ou présentant un profil autre, carré ou rectangulaire. Sur la surface extérieure du noyau 6 est montée un bobine électrique 8, formant un enroulement continu permettant, lors du passage d'un courant électrique dans cette bobine, d'aimanter le noyau 6. Sur la figure, les références 9 et 10 désignent respectivement les bornes d'alimentation de la bobine 8, ces bornes étant réunies à une source de courant continu (non représentée).This device essentially consists of a magnetic core 6, made of a material comprising a weak coercive field. This core 6 has a generally cylindrical shape and has a bore or axial passage 7, the section of which may be any, circular or having a different profile, square or rectangular. On the outer surface of the core 6 is mounted an electric coil 8, forming a continuous winding allowing, during the passage of an electric current in this coil, to magnetize the core 6. In the figure, the references 9 and 10 denote respectively the supply terminals of the coil 8, these terminals being connected to a direct current source (not shown).
A l'intérieur du noyau 6 est monté coulissant un poussoir 11, dont la dimension longitudinale est supérieure à celle de l'alésage 7 du noyau, de telle sorte que ce poussoir déborde sensiblement des extrémités latérales de celui-ci, ce poussoir présentant une section quelconque, circulaire carrée ou autre selon celle de l'alésage. Inside the core 6 is slidably mounted a pusher 11, whose longitudinal dimension is greater than that of the bore 7 of the core, so that this pusher substantially extends beyond the lateral ends of the latter, this pusher having a any section, square circular or other depending on that of the bore.
Le poussoir 11 est muni à l'une et à l'autre de ses propres extrémités de deux aimants permanents, respectivement 12 et 13, se présentant sous la forme de rondelles plates, immobilisées en bout du poussoir 11 par des vis ou rivets 14 et 15. Ces aimants permanents 12 et
13, réalisés en un matériau magnétique présentant un fort champ coercitif, sont aimantes par construction, de telle sorte qu'ils présentent sur leurs faces planes opposées s'étendant perpendiculairement à la direction du poussoir 11 des polarités opposées de l'un à l'autre, l'aimant 12 présentant par exemple un pôle Sud du côté gauche sur la figure 2, tandis que l'aimant 13 présente également, du côté gauche, un pôle Nord.The pusher 11 is provided at both of its own ends with two permanent magnets, respectively 12 and 13, being in the form of flat washers, immobilized at the end of the pusher 11 by screws or rivets 14 and 15. These permanent magnets 12 and
13, made of a magnetic material having a strong coercive field, are magnet by construction, so that they have on their opposite flat faces extending perpendicular to the direction of the pusher 11 opposite polarities from one to the other, the magnet 12 having for example a South pole on the left side in Figure 2, while the magnet 13 also has, on the left side, a North pole.
Le noyau 6 comporte enfin, à chaque extrémité, en regard des aimants 12 et 13 des rondelles, respectivement 16 et 17, en un matériau amagnétique permettant, comme on le verra plus loin, d'éviter, au cours du fonctionnement du système, un collage trop brutal de l'un ou l'autre des deux aimants permanents 12 ou 13 contre les extrémités du noyau 6. The core 6 finally comprises, at each end, facing the magnets 12 and 13 of the washers, respectively 16 and 17, made of a non-magnetic material making it possible, as will be seen below, to avoid, during the operation of the system, a excessive bonding of one or the other of the two permanent magnets 12 or 13 against the ends of the core 6.
Les figures 3 et 4 permettent de mieux expliciter le fonctionnement du système de commande tel qu'illustré sur la figure 2. FIGS. 3 and 4 make it possible to better explain the operation of the control system as illustrated in FIG. 2.
Sur la figure 3, les bornes 9 et 10 de la bobine 8 entourant le noyau 6, sont réunies en une source de tension continue, telle que le courant parcourant cette bobine suive de l'entrée vers la sortie, un trajet schématisé par les flèches 18 et 19. Dans ce cas, la bobine 8 aimante le noyau magnétique 6, de telle sorte que celui-ci présente, à son extrémité gauche sur la figure, un pôle Nord et à son extrémité droite un pôle Sud par exemple. Dans ces conditions, le noyau 6 va attirer l'aimant permanent 13 qui vient au contact de la rondelle 17, en même temps qu'il repousse le noyau 12 qui se décolle de la rondelle 16. In FIG. 3, the terminals 9 and 10 of the coil 8 surrounding the core 6 are combined in a source of direct voltage, such that the current flowing through this coil follows from the input to the output, a path shown diagrammatically by the arrows 18 and 19. In this case, the coil 8 magnetizes the magnetic core 6, so that the latter has, at its left end in the figure, a North pole and at its right end a South pole for example. Under these conditions, the core 6 will attract the permanent magnet 13 which comes into contact with the washer 17, at the same time as it repels the core 12 which comes off from the washer 16.
De manière inverse, sur la figure 4, le sens du courant alimentant la bobine 8 est schématisé cette fois par les flèches 20 et 21. Dans ce cas, l'aimantation produite par le noyau 6 est telle qu'il présente, à son extrémité gauche un pôle Sud et à son extrémité droite un pôle Nord. Conversely, in FIG. 4, the direction of the current supplying the coil 8 is shown this time by the arrows 20 and 21. In this case, the magnetization produced by the core 6 is such that it has, at its end left a South Pole and at its right end a North Pole.
De ce fait, c'est l'aimant 12 qui se trouve attiré au contact de la rondelle 16, tandis que l'aimant 13 est décollé de la rondelle 17.As a result, it is the magnet 12 which is attracted in contact with the washer 16, while the magnet 13 is detached from the washer 17.
Il en résulte ainsi, selon le sens du courant, un mouvement de va et vient du poussoir 11 entre deux positions extrêmes parfaitement franches, le déplacement de ce poussoir étant la conséquence d'une double commande, à la fois d'action ou de répulsion, exercée respectivement sur l'un et l'autre des deux aimants permanents 12 et 13 portés par le poussoir. This thus results, according to the direction of the current, a movement back and forth of the pusher 11 between two perfectly frank extreme positions, the movement of this pusher being the consequence of a double command, both action or repulsion , exerted respectively on one and the other of the two permanent magnets 12 and 13 carried by the pusher.
Le mouvement de déplacement du poussoir 11 dans l'alésage du noyau 6 s'effectue dans les conditions décrites ci-dessus, parallèlement à sa direction longitudinale. En variante, et comme illustré sur la figure 5, ce mouvement peut être accompagné d'une rotation du poussoir sur lui-même, qui, par combinaison des deux effets, subit en fait un mouvement hélicoîdal. A cet effet, le noyau 6 présente, dirigé vers l'intérieur de son alésage axial 7, un ergot 22 en relief, engagé dans une rainure hélicoidale 23 prévue dans la surface extérieure du poussoir 11, l'attraction ou la répulsion des aimants 12 et 13 par le noyau s accompagnant ainsi d'un mouvement de rotation du poussoir lorsque l'ergot 22 décrit la rainure 23. The movement of movement of the pusher 11 in the bore of the core 6 takes place under the conditions described above, parallel to its longitudinal direction. As a variant, and as illustrated in FIG. 5, this movement can be accompanied by a rotation of the pusher on itself, which, by combination of the two effects, in fact undergoes a helical movement. To this end, the core 6 has, directed towards the inside of its axial bore 7, a lug 22 in relief, engaged in a helical groove 23 provided in the external surface of the pusher 11, the attraction or repulsion of the magnets 12 and 13 by the core s thus accompanying a movement of rotation of the pusher when the lug 22 describes the groove 23.
La figure 6 illustre une autre variante de réalisation du système de commande, dans laquelle le noyau magnétique 6 est séparé en deux parties, respectivement 6a et 6b, associées chacune à une bobine 8a et 8b. Le poussoir coulissant 11 traverse les alésages 7a et 7b en regard des deux noyaux et est muni, dans l'entrefer 24 séparant les deux noyaux, d'un aimant permanent unique 25, polarisé de manière à présenter par exemple un pôle Nord sur sa face disposée à gauche sur le dessin et un pôle Sud sur sa face disposée à droite. Les bobines 8a et 8b comportent une borne d'entrée 9a et une borne de sortie lOb appartenant respectivement à chacune de. ces deux bobines, celles-ci étant réunies dans l'entrefer 24 par un conducteur de liaison 26.Des rondelles 27 et 28 sont prévues aux extrémites des noyaux 6a et 6b dirigés vers l'entrefer 24. FIG. 6 illustrates another alternative embodiment of the control system, in which the magnetic core 6 is separated into two parts, respectively 6a and 6b, each associated with a coil 8a and 8b. The sliding plunger 11 crosses the bores 7a and 7b opposite the two cores and is provided, in the air gap 24 separating the two cores, with a single permanent magnet 25, polarized so as to present, for example, a North Pole on its face arranged on the left in the drawing and a South Pole on its face arranged on the right. The coils 8a and 8b comprise an input terminal 9a and an output terminal lOb belonging respectively to each of. these two coils, these being joined in the air gap 24 by a connecting conductor 26. Washers 27 and 28 are provided at the ends of the cores 6a and 6b directed towards the air gap 24.
Dans cette variante l'inversion du sens du courant dans les deux bobines 8a et 8b réalise, selon le cas, l'attraction de l'aimant 25 par le noyau 6, en même temps que la répulsion de ce même aimant par le noyau 6b et vice versa. In this variant the reversal of the direction of the current in the two coils 8a and 8b achieves, as the case may be, the attraction of the magnet 25 by the core 6, at the same time as the repulsion of this same magnet by the core 6b and vice versa.
Quelque soit le mode de réalisation adopté, le système de commande envisagé ci-dessus permet donc le déplacement entre deux positions de butee du poussoir 11, en conférant à celui-ci un mode de fonctionnement parfaitement bistable. A noter que lorsque le courant est coupé dans la ou les bobines du noyau, le poussoir reste dans la position occupée, du fait de la simple attraction magnétique, sans aucune consommation du courant de commande, contrairement aux dispositions envisagées dans l'état de la technique antérieure où l'organe obturateur devait généralement être maintenu en position d'ouverture ou de fermeture permanente par un mécanisme électromagnétique de commande toujours maintenu sous tension. Whatever the embodiment adopted, the control system envisaged above therefore allows movement between two stop positions of the pusher 11, by giving it a perfectly bistable operating mode. Note that when the current is cut in the core coil (s), the pusher remains in the occupied position, due to the simple magnetic attraction, without any consumption of the control current, contrary to the provisions envisaged in the state of the Prior art where the shutter member generally had to be kept in the open or permanently closed position by an electromagnetic control mechanism always kept energized.
La figure 7 illustre un premier mode d'application du système de commande, decrit précédemment, permettant d'assurer, à la demande et par une commande contrôlée à distance, l'occultation ou le libre passage de la lumière à travers une fibre optique 5 quelconque, dont l'extrémité est disposée au voisinage de la face visible du panneau 1, en regard d'un point 4 du réseau prévu dans ce panneau. FIG. 7 illustrates a first mode of application of the control system, described above, making it possible to ensure, on request and by remote control, the occultation or the free passage of light through an optical fiber 5 any one, the end of which is arranged in the vicinity of the visible face of the panel 1, opposite a point 4 of the network provided in this panel.
Sur cette figure, on a prévu, disposée avantageusement dans la face avant du panneau 1 devant l'extrémité de la fibre 5, une lentille de focalisation 27, permettant de concentrer convenablement au niveau du point 4 correspondant la lumière émise par la fibre 5. Celle-ci a son extrémité maintenue dans un embout 28, immobilisé par un épaulement 29 à l'intérieur d'un boitier 30, fixé du côté opposé à la face visible du panneau 1. Ce boitier 30 comporte un logement 31 à l'intérieur duquel est monté le système de commande d'occultation schématisé dans son ensemble sur le dessin sous la référence 32.Ce système, qui correspond exactement à celui déjà décrit en référence à la figure 2 par exemple, comporte, fixé en bout du poussoir 11 au-delà de l'aimant permanent 12, un masque constitué par une plaquette 33, coudée à angle droit et comportant une première partie 34 appliquée contre l'aimant 12 et immobilisée sur celui-ci, cette première partie se prolongeant par une seconde partie 35 s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe de la fibre 5 et parallèle à la face avant du panneau 1. Grâce au système électromagnétique déjà décrit, on voit que cette partie 35 de la plaquette 33 peut être déplacée à la demande dans une fente 36, ménagée entre l'extrémité de la fibre 5 et la lentille 27, en permettant selon la position du poussoir 11, d'occulter ou au contraire de libérer le passage de la lumière issue de la fibre.In this figure, there is provision, advantageously arranged in the front face of the panel 1 in front of the end of the fiber 5, a focusing lens 27, making it possible to properly concentrate at the corresponding point 4 the light emitted by the fiber 5. The latter has its end held in a tip 28, immobilized by a shoulder 29 inside a box 30, fixed on the side opposite to the visible face of the panel 1. This box 30 has a housing 31 inside which is mounted the concealment control system shown diagrammatically as a whole in the drawing under the reference 32. This system, which corresponds exactly to that already described with reference to FIG. 2 for example, comprises, fixed at the end of the pusher 11 to the beyond the permanent magnet 12, a mask consisting of a plate 33, bent at a right angle and comprising a first part 34 applied against the magnet 12 and immobilized on it, this first part being extended by a second part 35 stretches ant in a plane perpendicular to the axis of the fiber 5 and parallel to the front face of the panel 1. Thanks to the electromagnetic system already described, it can be seen that this part 35 of the plate 33 can be moved on demand into a slot 36 , formed between the end of the fiber 5 and the lens 27, allowing, depending on the position of the pusher 11, to obscure or on the contrary to free the passage of the light coming from the fiber.
Dans une autre variante, illustrée sur la figure 8, on retrouve des dispositions analogues à celles envisagées sur la figure 7, les mêmes éléments étant designés avec les mêmes références. Dans ce cas toutefois, l'axe du poussoir 11 est disposé à l'intérieur du boitier 30 de manière à s'étendre parallèlement à la direction de la partie terminale de la fibre 5. Dans la fente 36 sont prévus deux miroirs plans, respectivement 37 et 38, disposés de telle sorte que le flux lumineux issu de la fibre 4 soit renvoyé vers la lentille 27 disposée au point 4 correspondant, avec un trajet dévié deux fois à 90 , sur lequel s'interpose, selon la position du poussoir, la plaquette d'obturation 33 constituant le masque d'occultation. In another variant, illustrated in FIG. 8, we find arrangements similar to those envisaged in FIG. 7, the same elements being designated with the same references. In this case, however, the axis of the pusher 11 is disposed inside the housing 30 so as to extend parallel to the direction of the end portion of the fiber 5. In the slot 36 are provided two plane mirrors, respectively 37 and 38, arranged so that the light flux coming from the fiber 4 is returned to the lens 27 disposed at the corresponding point 4, with a path deviated twice at 90, on which is interposed, depending on the position of the pusher, the sealing plate 33 constituting the masking mask.
La figure 9 concerne une autre variante où le poussoir 11 ainsi que les deux aimants 12 et 13 fixés sur celui-ci sont pourvus d'un passage axial 39, disposé à l'intérieur du boitier 30 dans le prolongement de la fibre optique 5 et de la lentille 27. Dans cette variante, le noyau magnétique 6 est muni d'un ergot 22 conformément aux dispositions prévues sur la figure 5, cet ergot coopérant avec une rainure 23 ménagée dans la surface externe du poussoir 11. A son extrémité dirigée vers la lentille 27 au-delà de l'aimant permanent 13, le poussoir 11 est muni d'un premier polariseur optique plan 40, disposé sur le trajet de la lumière issue de la fibre et traversant le passage 39. Au voisinage de la lentille 27, en regard du polariseur 40, est disposé un second polariseur optique plan 41, immobilisé par rapport au boitier 30.En fonctionnement, la commande du poussoir par l'intermédiaire des aimants 12 et 13 et du noyau 6 s'accompagne ici d'une rotation de celui-ci, permettant de faire passer les directions de polarisation des polariseurs 40 et 41 d'une position où elles sont parallèles à une position où elles sont perpendiculaires. FIG. 9 relates to another variant in which the pusher 11 as well as the two magnets 12 and 13 fixed thereon are provided with an axial passage 39, disposed inside the housing 30 in the extension of the optical fiber 5 and of the lens 27. In this variant, the magnetic core 6 is provided with a lug 22 in accordance with the arrangements provided in FIG. 5, this lug cooperating with a groove 23 formed in the external surface of the pusher 11. At its end directed towards the lens 27 beyond the permanent magnet 13, the pusher 11 is provided with a first plane optical polarizer 40, disposed on the path of the light coming from the fiber and crossing the passage 39. In the vicinity of the lens 27 , opposite the polarizer 40, is disposed a second plane optical polarizer 41, immobilized with respect to the housing 30. In operation, the control of the pusher by means of the magnets 12 and 13 and of the core 6 is accompanied here by a rotation of it, allowing to pass r the polarization directions of the polarizers 40 and 41 from a position where they are parallel to a position where they are perpendicular.
Il en résulte que, selon le cas, la lumière issue de la fibre 5 traversera ces polariseurs où au contraire, sera totalement occultée par ceux-ci.It follows that, depending on the case, the light from the fiber 5 will pass through these polarizers where, on the contrary, will be completely obscured by them.
La figure 10 illustre une autre variante où le système de commande 32 du masque constitué par la plaquette d'obturation 33 est monté, non plus à
l'intérieur d'un boitier dans le panneau de signalisation
1 lui-même, mais en dehors de celui-ci, sur sa face extérieure. Dans ce cas, le système de commande est de préférence associé à un circuit imprimé (non représenté), comportant les bornes d'alimentation du système de commande, ces bornes d'alimentation étant réunies à la bobine 8 à travers le panneau 1 par des connexions 42 et 43. Le noyau 6 et la bobine 8 peuvent être avantageusement surmoulés en fabrication avec les connexions 42 et 43 pour la réalisation d'un ensemble étanche pouvant etre facilement mis en place en regard de chacun des points 4 du panneau 1 où débouchent les fibres optiques 5 avec leurs lentilles de concentration 27.De même les rondelles prévues aux extrémités du noyau pour éviter les rebondissements des aimants permanents peuvent également être venues de fabrication avec le noyau et sa bobine.FIG. 10 illustrates another variant where the control system 32 of the mask constituted by the shutter plate 33 is mounted, no longer at
inside a case in the road sign
1 itself, but outside of it, on its outer face. In this case, the control system is preferably associated with a printed circuit (not shown), comprising the supply terminals of the control system, these supply terminals being joined to the coil 8 through the panel 1 by connections 42 and 43. The core 6 and the coil 8 can advantageously be overmolded in manufacture with connections 42 and 43 for the production of a sealed assembly which can be easily set up opposite each of the points 4 of the panel 1 where open out the optical fibers 5 with their concentration lenses 27. Similarly, the washers provided at the ends of the core to avoid bouncing of the permanent magnets can also have come from manufacture with the core and its coil.
La figure 11 illustre enfin une autre variante de réalisation où le masque commandé par le système électromagnétique 32, permettant selon sa position, d'occulter ou au contraire de laisser un libre passage à la lumière issue de chaque fibre optique est rendu solidaire, non pas d'un poussoir traversant axialement un alésage ménagé dans un noyau creux mais d'un étrier en matériau amagnétique jouant un rôle identique mais passant à l'extérieur de ce noyau. Dans cette variante, qui avec des moyens légèrement différents, remplit la même fonction pour atteindre le même résultat, le noyau est massif et porte une bobine électromagnétique, telle que le courant dans celle-ci aimante le noyau, selon le cas, avec un pôle à chacune de ses extrémités apte à s inverser avec l'inversion corrélative du sens du courant. FIG. 11 finally illustrates another alternative embodiment where the mask controlled by the electromagnetic system 32, making it possible, depending on its position, to obscure or on the contrary to allow free passage to the light coming from each optical fiber is made integral, not of a pusher passing axially through a bore formed in a hollow core but of a stirrup made of non-magnetic material playing an identical role but passing outside this core. In this variant, which with slightly different means, fulfills the same function to achieve the same result, the core is massive and carries an electromagnetic coil, such that the current in it magnetizes the core, as the case may be, with a pole at each of its ends able to reverse with the correlative inversion of the direction of the current.
Sur cette figure 11, la référence 1 désigne à nouveau le panneau de signalisation, 5 la fibre optique débouchant en 4 dans ce panneau et 27 une lentille placée devant l'extrémité de la fibre. Le noyau magnétique 6 est plein et porte une bobine 8 dont ies connexions de sortie 42 et 43 traversent le panneau 1. Les deux aimants permanents 12 et 13 s'étendant parallèlement aux faces d'extrémité du noyau 6 et sont portés par deux plaquettes 44 et 45 respectivement, en un matériau amagnétique, formant elles même avec une plaque de liaison 46 un étrier 47, présentant un prolongement 48 apte à venir, selon la position relative des aimants 12 et 13 par rapport au noyau, sur le trajet de la lumière issue de la fibre 5 ou au contraire en dehors de ce trajet.L'étrier 47 est logé à l'intérieur d'un boitier 49 présentant un fond parallèle à la plaque 46 et servant à guider celle-ci lors de ses débattements en coulissement sous l'effet des attractions et répulsions magnétiques successives. Un verre transparent 50 est prévu dans le fond du boitier pour le passage de la lumière, ee verre pouvant le cas échéant être coloré. In this FIG. 11, the reference 1 again designates the signaling panel, 5 the optical fiber emerging at 4 in this panel and 27 a lens placed in front of the end of the fiber. The magnetic core 6 is full and carries a coil 8 whose output connections 42 and 43 pass through the panel 1. The two permanent magnets 12 and 13 extending parallel to the end faces of the core 6 and are carried by two plates 44 and 45 respectively, in a non-magnetic material, themselves forming with a connecting plate 46 a stirrup 47, having an extension 48 adapted to come, according to the relative position of the magnets 12 and 13 relative to the core, on the light path coming from the fiber 5 or on the contrary outside this path. The stirrup 47 is housed inside a box 49 having a bottom parallel to the plate 46 and serving to guide the latter during its sliding deflections under the effect of successive magnetic attractions and repulsions. A transparent glass 50 is provided in the bottom of the case for the passage of light, this glass possibly being colored.
On réalise ainsi un dispositif d'affichage et de signalisation à réseau de fibres optiques, de conception particulièrement simple et fiable, où la commande d'occultation de chaque fibre, indépendamment des autres, est -réalisée grâce à un système à deux positions stables de fonctionnement associé à chaque fibre individuellement ou le cas échéant à un nombre limité de fibres convenablement groupées. Ce système, à équilibre stable, est particulièrement bien adapté aux conditions généralement sévères de son environnement, dans le cadre de l'application plus directement envisagée à la signalisation routière ou sur autoroutes. En outre, les dispositions de l'invention, permettant la réalisation aisée d'un ensemble de commande robuste et peu encombrant, autorisent la conception de panneaux de grandes dimensions pour l'affichage de messages ne se limitant plus à quelques signes ou caractères. A display and signaling device with an optical fiber network is thus produced, of a particularly simple and reliable design, where the concealment control of each fiber, independently of the others, is achieved by a system with two stable positions of operation associated with each fiber individually or, where appropriate, with a limited number of suitably grouped fibers. This system, with stable equilibrium, is particularly well adapted to the generally severe conditions of its environment, in the context of the application more directly envisaged for road signs or on motorways. In addition, the provisions of the invention, allowing the easy realization of a robust and space-saving control assembly, allow the design of large panels for the display of messages no longer limited to a few signs or characters.
Notamment, par une commande appropriée, il est possible de prévoir l'affichage de pictogrammes ou autres signes, seuls ou en combinaison avec tout type de message souhaité
Il en résulte que l'invention n'est pas limitée aux seuls exemples de réalisation plus spécialement décrits et représentés ci-dessus ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. In particular, by an appropriate command, it is possible to provide for the display of pictograms or other signs, alone or in combination with any type of message desired.
As a result, the invention is not limited to only the examples of embodiment more particularly described and represented above; on the contrary, it embraces all its variants.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8512009A FR2586129B3 (en) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | FIBER OPTICAL DISPLAY AND SIGNALING DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
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Family
ID=9322021
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CN108542198A (en) * | 2018-06-12 | 2018-09-18 | 重庆城雕院景观雕塑有限公司 | Combined type exhibition booth |
-
1985
- 1985-08-06 FR FR8512009A patent/FR2586129B3/en not_active Expired
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