FR2738923A1 - Dispositif de montage pour fibre optique - Google Patents

Abstract

Dispositif de montage pour une fibre optique ou un faisceau de fibres optiques, apte à émettre une lumière visible dans la une direction d'observation sélectionnée (V), caractérisé en ce qu'il comporte un stator (10), un obturateur mobile (32) monté de manière à pouvoir pivoter sur ledit stator (10) et déplacé entre des positions, dans lesquelles respectivement il bloque et autorise le passage d'une lumière dans ladite direction, et un couvercle (58, 60) comprenant un panneau transparent (58) adapté pour faire partie du trajet de la lumière émise dans ladite direction, et une paroi latérale (60) s'étendant à partir dudit panneau de manière à s'étendre alentour pour la fixation audit dispositif de montage. Application, notamment, aux obturateurs pour systèmes d'affichage à fibres optiques.

Description

La présente invention concerne un obturateur, qui, dans une position (la

position ouverte) permet à la lumière provenant d'une fibre optique (habituellement un faisceau de fibres optiques) de circuler dans une direction d'observation et, dans l'autre position (position fermée), bloque le passage d'une telle lumière. L'obturateur est constitué sous la forme d'un rotor qui tourne (habituellement environ 90') entre la position ouverte et la position fermée. Le rotor comprend un couple de bras qui s'étendent d'une manière générale radialement et divergent à chaque extrémité, à partir d'une jonction, pour définir entre les bras, dans la position ouverte, une ouverture par laquelle la lumière se déplace dans la direction d'observation. Au moins l'une des jonctions est équipée d'un panneau qui, dans la position fermée, bloque 1 la majorité de la lumière. Le rotor est monté sur un stator comprenant des moyens d'entraînement qui supportent également une fibre optique ou un faisceau de fibres pour définir une

direction d'observation.

Conformément à l'invention, il est prévu un couvercle, qui comprend un panneau transparent apte à recouvrir le trajet de la lumière émise dans ladite direction, et des parois latérales, pour le raccordement audit stator. Le couvercle forme par conséquent une unité lorsqu'il est assemblé avec le stator et le rotor et protège le stator et le rotor vis-à-vis d'une pollution, de l'humidité ou de perturbations mécaniques. La fibre ou le faisceau de fibres comporte habituellement une lentille qui, de façon typique, émet des rayons selon un cône divergent. C'est pourquoi, on suppose ici qu'une partie

importante de tels rayons sont divergents.

Dans une autre solution, le panneau comporte des côtés parallèles de sorte que les rayons sortant du faisceau de fibres optiques traversent le panneau dans la direction dans

laquelle ils sont reçus.

Sous l'expression "forme du faisceau en coupe", on désignera la forme du faisceau dans un plan perpendiculaire à la direction d'observation. Dans une autre forme de réalisation, le panneau transparent est constitué par une lentille (en plus d'une quelconque lentille dans le faisceau optique) pour faire diverger les rayons le traversant de manière à obtenir une forme en coupe désirée visible du faisceau. On obtient une forme du faisceau en coupe, qui est particulièrement intéressante lorsque la lumière sortant de la fibre doit être visible sur une zone

qui est relativement étendue par rapport à sa profondeur.

Ainsi, dans un parking de stationnement ou sur une autoroute à voies multiples, il existe des observateurs potentiels répartis sur une étendue relativement importante. D'autre part, la profondeur de distribution des observateurs sur le

parking ou la "distance de vision" de conducteurs sur l'auto-

route nationale représente une étendue verticale relativement faible dans un profil de faisceau en coupe. Avec une telle distribution entre la dimension en largeur et la dimension verticale dans un tel plan perpendiculaire, le couvercle est formé de préférence à la manière d'une lentille cylindrique, qui étale efficacement les rayons dans la direction en

largeur, sans affecter les composantes verticales des rayons.

Sinon, le couvercle peut être réalisé sous la forme d'une lentille cylindrique afin de réduire la divergence des rayons dans la direction verticale pour réduire l'étendue verticale des rayons, lorsqu'un étalement vertical important des rayons

n'est pas nécessaire.

Par conséquent, un couvercle comportant une lentille, qui est planconvexe, ou concave-plane, autour d'un axe vertical et est également plan-convexe, ou convexe-plane, autour d'un axe horizontal, rétrécit le faisceau dans la direction verticale du plan et élargit le faisceau dans la direction horizontale

du plan.

En gros, la lentille du couvercle peut comporter n'importe quelle combinaison de lentilles cylindriques et sphériques

pour produire la forme du faisceau en coupe désirée.

Dans de nombreuses applications, le stator est essentiellement carré, lorsqu'on regarde dans la direction d'observation. Dans un grand nombre de ces applications un certain nombre d'obturateurs, habituellement 3, sont situés côte-a-côte, de manière à constituer un seul pixel afin de délivrer la lumière provenant de 3 faisceaux de fibres

optiques de manière qu'elle agisse en tant qu'un seul pixel.

Lorsqu'on assemble côte-à-côte plusieurs rotors pour former un seul pixel, il s'avère que l'aspect est rehaussé si le stator carré est orienté de manière à posséder une diagonale verticale. Dans un tel cas pour un terrain de parking ou une autoroute à voies multiples, l'obturateur est monté de manière que l'axe de sa lentille cylindriaue soit vertical pour accroître la divergence horizontale des rayons, ou bien cet obturateur peut avoir l'axe d'une lentille cylindrique pour réduire la divergence des ravons dans une orientation horizontale. Dans une forme préférée du rotor et du stator selon l'invention, le stator comporte les parois extérieures pourvues de bords tournés dans la direction d'observation, et un élément d'arrêt pouvant tourner avec le rotor utilise des bords des parois en tant que butées pour arrêter le rotor

dans la position ouverte ou dans la position fermée.

Dans la forme préférée du rotor, on utilise un couple de bras qui divergent depuis une jonction située au voisinage de chaque extrémité, extérieure du point de vue radial, en direction d'un espace central plus étendu. Lors qu'on utilise des noyaux magnétiques de commande, ces noyaux s'avèrent fréquemment être proches d'une extrémité axiale du rotor. Dans la conception préférée, le bras le plus proche des noyaux doit posséder des coudes qui tournent leur concavité en direction des noyaux afin d'éviter une interférence mutuelle entre eux. Les bras opposés peuvent diverger sur une ligne relativement droite à partir des jonctions, en direction de leur zone d'écartement la plus grande. Dans la position ouverte, les bras définissent entre eux l'ouverture pour les rayons. Par conséquent le secteur de passage des rayons peut être légèrement plus étendu sur le côté o les bras rectilignes sont présents, et le boîtier peut par conséquent être orienté de manière à délivrer la lumière

supplémentaire là o cela est le plus nécessaire.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente

invention ressortiront de la description donnée ci-après de

plusieurs modes de réalisation préférés, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue éclatée d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2 représente une coupe, perpendiculaire à l'axe du rotor, des éléments assemblés de la figure 1; la figure 3 est une vue considérée dans la direction d'observation, d'un rotor et d'un stator préférés conformes à l'invention; - la figure 4 est une vue du couvercle, considérée dans la direction d'observation; - les figures 5-7 sont des coupes prises suivant les lignes ,7 - 5,7 de la figure 4, montrant une forme de lentille cylindrique; - la figure 8 est une vue prise suivant la ligne 8- 8 sur la figure 4 et montrant trois autres types de formes de lentilles cylindriques; et - la figure 9 est une coupe représentant un couvercle à côtés parallèles. Sur les dessins, le stator 10 est de préférence carré lorsqu'on regarde dans la direction d'observation V, comporte des parois latérales 12 et un fond 14. Les parois 12 se rencontrent au niveau de bords d'angle 23. Des montants 16 opposés en diagonale supportent un rotor de manière qu'il puisse pivoter, et ce de façon typique au moyen de broches 18 du rotor, dont l'une seulement est représentée, tournant dans des perçages ménagés dans les montants 16. Les parois

latérales 12 du stator se terminent au niveau de bords 20.

Le rotor comporte un aimant permanent 22 situé à proximité d'une extrémité axiale et définissant un axe magnétique perpendiculaire à l'axe de rotation. Le stator définit deux noyaux magnétiques durs d'entraînement 24 situés sur des côtés opposés de l'axe de rotation et à proximité de cet axe et adaptés, en fonction de leurs polarités réversibles opposées, pour entraîner le rotor entre des positions d'arrêt

ouverte et fermée séparées de 90'.

Les noyaux d'entraînement font saillie à travers la base du

stator et un enroulement 26 est enroulé sur chacun d'eux au-

dessous de la base. Un organe de liaison en fer doux 30 raccorde les noyaux d'entraînement 24. Des montants 28 s'étendent vers l'arrière à partir de l'emplacement situé sur la base du boîtier, chacun à proximité d'un noyau d'entraînement différent 24. Un conducteur électrique 32 partant d'une source d'impulsions non représentée est connecté autour d'un montant 28 à l'enroulement situé sur un noyau, à l'enroulement de l'autre noyau, puis à l'autre montant 28. L'aimant est disposé et le sens des enroulements des noyaux est choisi de telle sorte qu'une impulsion dans un sens fait tourner le rotor depuis une position ouverte dans une position fermée, dans laquelle les rayons d'un faisceau de fibres sont bloqués, et une impulsion dans l'autre sens fait tourner le rotor d'une position fermée dans une position ouverte, dans laquelle la lumière provenant du faisceau de fibres peut circuler dans la direction d'observation. En raison de la caractéristique magnétique dure des noyaux 24, ils conservent leur polarité entre des impulsions et par conséquent retiennent le rotor dans l'orientation déterminée

par la dernière impulsion.

A l'autre extrémité du stator par rapport à l'aimant 22, un élément de butée 37, qui peut tourner avec le rotor, vient en contact avec un bord de la paroi du stator, à chacune des extrémités de la course de rotation de 90 formant des butées, c'est-à-dire des limites en rotation, dans les positions fermées et ouvertes. L'élément de butée peut être moulé d'un seul tenant avec le reste du rotor, en dehors de l'aimant. Ceci fournit, en association avec l'utilisation des bords 20 de la paroi formant des butées, un ensemble

efficace, bon marché et compact.

Le dispositif magnétique et le fonctionnement du rotor sont entièrement décrits dans le brevet US 5 337 077 dont le

contenu technique est incorporé ici par référence.

Entre l'aimant etil'élément de butée, un couple de bras 36 et 38 s'étendent approximativement radialement depuis une position centrale espacée en direction de jonctions 32 situées aux extrémités respectives. L'espacement central est choisi de manière à laisser passer entre ces bras la lumière maximale provenant d'un faisceau de fibres. Un bras 36 peut s'étendre à partir de la jonction avec un coude extérieur concave 40 en direction de la partie centrale 42 espacée, de préférence parallèle. Le coude extérieur concave est requis pour éviter toute interférence avec les noyaux. Cependant, l'autre bras 38 peut s'étendre selon une disposition relativement rectiligne à partir de la jonction avec la

partie centrale 42.

Au niveau d'une jonction, un panneau 32 formant l'obturateur est dimensionné de manière à recouvrir la fibre dans la position fermée afin de bloquer le passage des rayons dans la direction d'observation. L'autre élément de jonction est de préférence réalisé avec une forme similaire de manière à

créer une symétrie pour le rotor.

Les bras de l'obturateur sont agencés de manière à être suffisamment élastiques pour leur permettre d'être repoussés l'un contre l'autre suffisamment pour permettre

l'introduction de broches 18 dans leurs parois.

Le faisceau de fibres 44 est monté dans un manchon 46 et pénètre dans un dispositif de retenue 48. Le dispositif de retenue 48 comprend de façon typique une lentille 50 servant à focaliser des rayons provenant de l'extrémité du faisceau de fibres. Bien que la focalisation ne puisse pas être précise en raison de différences dans la direction de rayons émis par chaque fibre optique, on obtient globalement un cône de rayons autour de la direction d'observation V. Ce cône possède habituellement, mais non nécessairement, une section circulaire. Si le cône était coudé au niveau de la lentille formant couvercle, qui sera décrite, au lieu de s'ouvrir dans une direction ou d'être comprimé dans une autre direction, alors il serait nécessaire de se référer à des première et seconde directions d'observation à l'intérieur et à l'extérieur de la lentille formant couvercle. Cependant, ceci se produit rarement étant donné qu'il s'avère plus facile d'incliner le stator pour obtenir l'angle d'observation désiré, que de couder le faisceau au niveau du panneau du couvercle. Le stator tel que décrit possède des parois latérales définissant quatre bords d'angle 23, qui sont parallèles à la direction d'observation. Des bords opposés en diagonale 23A sont formés par découpage à partir d'un emplacement intermédiaire jusqu'au bord de la paroi avant pour former des épaulements 52 tournés vers l'avant. L'autre ensemble de bords opposés en diagonale 23B, correspondant à la position de montants 16, est formé par découpage depuis un emplacement intermédiaire jusqu'au bord de paroi arrière pour former des

épaulements 25 tournés vers l'arrière.

La base, qui n'est pas décrite de façon détaillée, fournit une ouverture de base servant à recevoir le faisceau de fibres optiques et la lentille, et une ouverture permettant l'introduction d'une partie saillante arrière des montants 28 portant le fil. Les parois latérales sont découpées en arrière à partir du bord avant de manière à former des doigts flexibles 54 tournés vers l'avant et comportant des extrémités rentrantes définissant des épaulements tournés vers l'arrière, qui coopèrent avec des épaulements 52 tournés vers l'avant pour fixer la base au stator. Sinon ou en

supplément, le stator peut être collé dans la base.

Des doigts 56, qui font saillie vers l'arrière à partir du boîtier, sont prévus pour le montage de la base sur un

panneau de montage non représenté.

Le couvercle comporte un panneau avant 58 et des parois latérales 60. Naturellement le panneau est transparent et par conséquent les parois latérales sont normalement également transparentes étant donné que le couvercle est formé normalement par moulage sous la forme d'une unité. Des découpes s'étendant vers l'avant à partir de l'arrière de la paroi latérale définissent des doigts élastiques 62, qui s'étendent vers l'intérieur de manière à définir des épaulements tournés vers l'avant non représentés, qui engrènent avec des épaulements 25 et fixent de façon amovible

le couvercle au stator.

On notera qu'il s'avère que l'on peut obtenir un agencement plus compact lorsqu'à la fois la base et le couvercle sont fixes au stator comme cela est représenté, que si la base et

le couvercle étaient fixes l'un à l'autre.

Le panneau du couvercle peut être plat comme représenté sur la figure 9 de manière à permettre le passage des rayons sans

aucune déviation.

Lors de la description de la direction des rayons, on a

indiqué des directions relatives d'entrée dans les panneaux et de sortie hors des panneaux. Cependant, on igncre les

faibles déviations dans une interface plane air-panneau.

L'orientation de la figure 4 est censée représenter l'orientation la plus usuelle de l'élément sur un tableau. La figure 5 représente une coupe suivant la diagonale horizontale du panneau, montrant une lentille concave-plane cylindrique, qui augmente la divergence du faisceau dans des directions horizontales pour couvrir un plus grand nombre d'emplacements d'observation sur un parking ou sur une autoroute à voies multiples. La figure 6 représente une lentille concave-plane cylindrique du type lentille de

Fresnel, utilisée dans le même but avec la même orientation.

La figure 7 représente une lentille plan-concave utilisée dans le même but et possédant la même orientation. La lentille de la figure 7 pourrait être plan-concave

cylindrique, mais du type de Fresnel.

La figure 8 représente des lentilles cylindriques vues en coupe suivant la diagonale verticale 8-8. On a représenté une

lentille convexe-plane en trait plein et une lentille plan-

convexe au moyen de lignes formées de tirets.

L'une ou l'autre des lentilles réduit la divergence du faisceau dans la dimension verticale lorsque l'étalement des

directions d'observation est réduit de façon correspondante.

Ceci permet une utilisation économique de la lumière

disponible délivrée par le faisceau de fibres.

Une lentille peut posséder un cylindre vertical qui augmente la divergence dans le sens de la largeur, et un cylindre horizontal qui réduit la divergence dans le sens de la hauteur du faisceau. On peut inverser l'effet de modification

en faisant tourner le panneau de 90'.

On peut obtenir une divergence croissante et une divergence décroissante respectivement au moyen d'une lentille biconcave

et d'une lentille biconvexe.

Pour d'autres buts, on peut utiliser des lentilles sphériques pour accroître ou réduire uniformément la divergence autour de la direction d'observation ou les combiner à une lentille cylindrique. il

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de montage pour une fibre optique ou un faisceau de fibres optiques, apte à émettre une lumière visible dans une direction d'observation sélectionnée (V), caractérisé en ce qu'il comporte un stator (10), un obturateur mobile (32) monté de manière à pouvoir pivoter sur ledit stator (10) et déplacé entre des positions dans lesquelles respectivement il bloque et autorise le passage d'une lumière dans ladite direction, et un couvercle (58,60) comprenant un panneau transparent (58) adapté pour faire partie du trajet de la lumière émise dans ladite direction, et une paroi latérale (60) s'étendant à partir dudit oanneau de manière à s'étendre alentour pour la fixation audit

dispositif de montage.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit panneau (58) possède des côtés essentiellement parallèles.

3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit panneau (58) comporte une lentille servant à modifier des directions de rayons de la lumière la traversant dans la

direction d'observation (V).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à

3, caractérisé en ce que ladite lentillle est cylindrique autour d'au moins un axe qui s'étend, d'une manière générale,

transversalement à la direction d'observation (V).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à

4, caractérisé en ce que ladite lentille cylindrique est agencée de manière à accroître la divergence de rayons dans

des directions perpendiculaires à l'axe de la lentille.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à

, caractérisé en ce que ledit obturateur mobile (32) comprend un rotor monté de manière à tourner sur ledit stator autour d'un axe qui, d'une manière générale, est transversal à la direction d'observation, des moyens de butée (37) d'ouverture et de fermeture, limitant une rotation dudit

rotor à environ 90 entre les positions limites respectives d'ouverture et de fermeture.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à

6, caractérisé en ce que ledit obturateur (32) est entraîné par voie électromagnétique, ledit obturateur comprenant un couple de bras (36,38) s'étendant d'une manière générale radialement à partir de l'axe de pivotement jusqu'à une jonction (42) située au voisinage de l'extrémité extérieure du point de vue radial, lesdits bras définissant entre eux une ouverture permettant ladite émission de la fibre optique entre eux, dans l'orientation d'ouverture, et au moins l'une desdits jonctions comprenant des movens (32) pour bloquer la20 majorité desdites émissions de la fibre dans la position de fermeture.