FR2786573A1 - Indicator light using light emitting diode includes coupling with plane input surface on optical fibre bundle used to convey light to remote location - Google Patents

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Abstract

the diode and optical fibre bundle use plane surfaces for efficient transfer of light energy. The signaling system uses a light emitting diode which has its output surface made practically plane. This is intended to match the input surface (30) of the light guide (14) which is also machined to provide a plane surface. A ferrule is provided to keep the diode and light guide in alignment, and these components are supported in a stirrup with a guide slot (41-48). The stirrup may be articulated on a support block (42). The light guide is able to carry the light from the light emitting diode to a remote position away from the light source.

Description

SYSTEME DE SIGNALISATION POUR LOCAUX OBSCURS UTILISANT
DES CONDUCTEURS DE LUMIERE ET PROCEDE DE COUPLAGE
D'UNE DIODE ET D'UN CONDUCTEUR DE LUMIERE
La présente invention est relative à un système de signalisation pour locaux à très faible éclairement utilisant un conducteur de lumière et une diode électroluminescente et à un procédé de couplage d'un conducteur de lumière avec une diode électroluminescente.SIGNALING SYSTEM FOR OBSCURE PREMISES USING
LIGHT CONDUCTORS AND COUPLING METHOD
OF A LIGHT-CONDUCTING DIODE AND CONDUCTOR
The present invention relates to a signaling system for premises with very low illumination using a light conductor and a light-emitting diode and to a method of coupling a light conductor with a light-emitting diode.

Les techniques actuelles pour baliser des matériels utilisés dans les à éclairement très faibles, ne permettant qu'une vision pratiquement scotopique ou mésopique bas, sont constituées essentiellement de panneaux électroluminescents alimentés par un conducteur électrique. De tels dispositifs ne peuvent pas tre facilement utilisés dans les locaux à très faible éclairage car le fil électrique pour alimenter les panneaux électroluminescents doit tre relié à une prise électrique et il est gnant de le laisser traîner sur le sol. Current techniques for marking up materials used in very low illuminance, allowing only a practically scotopic or low mesopic vision, consist essentially of electroluminescent panels supplied by an electrical conductor. Such devices cannot be easily used in rooms with very low lighting because the electrical wire for supplying the electroluminescent panels must be connected to an electrical outlet and it is inconvenient to leave it lying on the ground.

Le brevet français 2 706 018 décrit l'utilisation d'un conducteur de lumière à déperdition latérale de lumière pour réaliser un balisage au sol de locaux très faiblement éclairés. Le conducteur est noyé dans le sol et ne peut tre déplacé pour tre installé sur des objets déplaçables à baliser. French Patent 2,706,018 describes the use of a light conductor with lateral light loss to produce beaconing on the ground of very dimly lit premises. The conductor is embedded in the ground and cannot be moved to be installed on movable objects to be marked.

On a donc besoin d'un système de balisage économique et autonome qui puisse tre installé facilement en évitant les problèmes mentionnés précédemment. There is therefore a need for an economic and autonomous beaconing system which can be installed easily while avoiding the problems mentioned above.

La présente invention fournit un procédé de couplage d'un conducteur de lumière avec une diode électroluminescente dans lequel on aplatit la face de sortie de la diode électroluminescente et on usine la face d'entrée du conducteur de lumière pour que cette dernière soit pratiquement plane et on dispose la face de sortie de la diode en repérage avec la face d'entrée du conducteur de lumière, les deux faces étant pratiquement parallèles entre elles. The present invention provides a method of coupling a light conductor with a light emitting diode in which the output face of the light emitting diode is flattened and the input face of the light conductor is machined so that the latter is practically planar and the exit face of the diode is located in register with the entry face of the light conductor, the two faces being practically parallel to one another.

La présente invention fournit aussi un système de signalisation par conducteur de lumière comprenant une diode électroluminescente dont la face de sortie est pratiquement plane et un conducteur de lumière dont la face d'entrée est usinée de manière à tre pratiquement plane et est disposée en regard de la face plane de la diode électroluminescente. The present invention also provides a signaling system by light conductor comprising a light-emitting diode whose output face is practically planar and a light conductor whose input face is machined so as to be practically planar and is arranged opposite the flat face of the light-emitting diode.

Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention les faces planes de la diode électroluminescente et du conducteur de lumière sont maintenues en contact. In an advantageous embodiment of the invention, the planar faces of the light-emitting diode and of the light conductor are kept in contact.

Avantageusement le conducteur de lumière est un conducteur à déperdition latérale de lumière pouvant avoir plusieurs fibres de manière à fournir un dispositif de balisage pour locaux obscurs.  Advantageously, the light conductor is a lateral light loss conductor which can have several fibers so as to provide a beacon device for dark rooms.

Dans un autre mode de réalisation le moyen pour solidariser la diode au conducteur de lumière ne comprend qu'un élément relativement rigide dont le diamètre intérieur à chacune des extrémités est agencé pour enserrer étroitement respectivement le corps pratiquement cylindrique de la diode et le conducteur de lumière. In another embodiment, the means for securing the diode to the light conductor only comprises a relatively rigid element, the internal diameter of which at each end is arranged to tightly tighten respectively the practically cylindrical body of the diode and the light conductor .

Dans un autre mode de réalisation le moyen pour solidariser la diode au conducteur de lumière ne comprend aucune optique et comprend un élément de maintien du conducteur de lumière articulé sur un élément de maintien de la diode de manière à pouvoir mettre en contact la face d'entrée du conducteur de lumière et la surface d'émission pratiquement plane de la diode. In another embodiment, the means for securing the diode to the light conductor does not include any optics and includes a light conductor holding element articulated on a diode holding element so as to be able to bring the face into contact input of the light conductor and the practically flat emitting surface of the diode.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit faite en référence au dessin annexé. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description made with reference to the accompanying drawing.

La figure 1 représente en perspective un matériel muni d'un système de signalisation incorporant l'invention. FIG. 1 is a perspective view of equipment provided with a signaling system incorporating the invention.

La figure 2 représente en perspective un système de signalisation suivant l'invention. Figure 2 shows in perspective a signaling system according to the invention.

La figure 3 représente une coupe agrandie et partielle du dispositif suivant l'invention permettant de mieux comprendre le dispositif de couplage d'une diode avec un conducteur de lumière. FIG. 3 represents an enlarged and partial section of the device according to the invention making it possible to better understand the device for coupling a diode with a light conductor.

La figure 4 représente en perspective et non assemblé, un autre mode de réalisation du dispositif de couplage utile à l'invention. Figure 4 shows in perspective and not assembled, another embodiment of the coupling device useful in the invention.

La figure 3 représente un détail du système de signalisation suivant l'invention montrant le couplage d'une diode à un conducteur de lumière. FIG. 3 shows a detail of the signaling system according to the invention showing the coupling of a diode to a light conductor.

Comme on le voit sur la figure 1 un matériel 2, tel que par exemple des matières premières disposées sur une palette 3, peut tre momentanément entreposé au voisinage d'une machine située dans un local en lumière atténuée. Ceci se présente fréquemment dans les locaux de production de produits photographiques pour lesquels la présence d'une quantité déterminée de photons modifie définitivement le produit. As can be seen in FIG. 1, a material 2, such as for example raw materials placed on a pallet 3, can be temporarily stored in the vicinity of a machine located in a room in dimmed light. This occurs frequently in the premises for the production of photographic products for which the presence of a determined quantity of photons permanently modifies the product.

Dans la présente demande, par local en lumière atténuée on entendra les locaux dans lesquels l'éclairement ne permet qu'une vision pratiquement scotopique ou mésopique bas. In the present application, by room in dimmed light will be understood the rooms in which the illumination allows only a practically scotopic or low mesopic vision.

Pour éviter des accidents dus à la présence éventuelle d'un tel matériel, il est avantageux de pourvoir ce matériel d'un système de signalisation 10 qui matérialise le volume occupé par le matériel. Avantageusement, cette matérialisation prendra la forme d'une source lumineuse faible délimitant le volume du matériel. Suivant l'invention le système de signalisation 10 comprend un boîtier 12 (fig 2) et au moins un conduit de lumière 14 à déperdition latérale d'énergie. Avantageusement, le conducteur de lumière 14 est formé par plusieurs fibres ou faisceaux de fibres qui sont disposées de manière à délimiter le voiume occupé par le matériel. Comme on le voit sur la figure 1 les fibres 14 ont été disposées suivant les arrtes du volume occupé. To avoid accidents due to the possible presence of such equipment, it is advantageous to provide this equipment with a signaling system 10 which materializes the volume occupied by the equipment. Advantageously, this materialization will take the form of a weak light source delimiting the volume of the material. According to the invention the signaling system 10 comprises a housing 12 (fig 2) and at least one light pipe 14 with lateral energy loss. Advantageously, the light conductor 14 is formed by several fibers or fiber bundles which are arranged so as to delimit the space occupied by the material. As seen in Figure 1 the fibers 14 were arranged according to the stops of the occupied volume.

Les fibres 14 peuvent tre maintenues en place par tout dispositif approprié, par exemple du ruban adhésif.The fibers 14 can be held in place by any suitable device, for example adhesive tape.

La figure 2 représente en perspective une partie du système de signalisation suivant l'invention dans lequel certaines parties ont été omises ou arrachées pour une meilleure compréhension de l'invention. Le système comprend un boîtier 12, muni d'un socle 16 et d'un couvercle non représenté. Le socle et son couvercle une fois assemblés forment le boîtier 12 qui est étanche à la lumière. Avantageusement le socle est divisé en deux compartiments 18,20 par une paroi 22. L'un 18 des compartiments reçoit la source d'énergie, telle que par exemple une batterie classique 24 fournissant un potentiel déterminé par exemple 3,6,9,12 ou 24 Volts, et le circuit d'alimentation d'une source lumineuse 26 (fig 3) telle que par exemple une diode électroluminescente. L'autre compartiment 20 est adapté pour recevoir un dispositif de couplage 28 (voir figures 3 et 4) permettant de relier la diode 26 et le conduit de lumière 14. Avantageusement, la paroi 22 sert à maintenir la diode 26.  FIG. 2 shows in perspective a part of the signaling system according to the invention in which certain parts have been omitted or torn off for a better understanding of the invention. The system comprises a housing 12, provided with a base 16 and a cover, not shown. The base and its cover once assembled form the housing 12 which is light-tight. Advantageously, the base is divided into two compartments 18, 20 by a wall 22. One 18 of the compartments receives the energy source, such as for example a conventional battery 24 providing a determined potential, for example 3,6,9,12 or 24 Volts, and the power supply circuit of a light source 26 (fig 3) such as for example a light emitting diode. The other compartment 20 is adapted to receive a coupling device 28 (see FIGS. 3 and 4) making it possible to connect the diode 26 and the light pipe 14. Advantageously, the wall 22 serves to hold the diode 26.

Eventuellement, la paroi 22 peut tre munie d'une excroissance annulaire 34 entourant la diode 26 et dont on comprendra l'utilité par la suite.Optionally, the wall 22 can be provided with an annular projection 34 surrounding the diode 26 and the utility of which will be understood below.

La figure 3 représente un premier mode de réalisation d'un dispositif de couplage 32 d'une diode 26 et d'un conduit de lumière 14. Suivant l'invention, la diode présente une face d'émission 28 plane. Le conduit de lumière 14 est usiné de manière à présenter une face d'entrée plane 30 qui est pratiquement parallèle à la face d'émission de la diode 26. Le dispositif de couplage 32, dans ce mode de réalisation particulièrement avantageux et peu onéreux, est obtenu au moyen d'un manchon, dont une extrémité 33 est adaptée pour s'emboîter sur le conduit de lumière 14 et dont l'autre extrémité 35 est adaptée pour s'emboîter soit sur le support de la diode 26 soit sur 1'excroissance 34. Le dispositif de couplage 32 est en matériau présentant une faible élasticité de manière à maintenir les faces planes 28,30 de la diode et du conduit de lumière parallèles entre elles et au voisinage l'une de l'autre. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la face plane 28 de la diode est pratiquement perpendiculaire à l'axe de la diode et à l'axe du faisceau lumineux émis par cette diode et la face d'entrée 30 du conduit de lumière est pratiquement perpendiculaire à l'axe du conduit.  FIG. 3 represents a first embodiment of a device 32 for coupling a diode 26 and a light pipe 14. According to the invention, the diode has a planar emission face 28. The light pipe 14 is machined so as to have a planar inlet face 30 which is practically parallel to the emission face of the diode 26. The coupling device 32, in this particularly advantageous and inexpensive embodiment, is obtained by means of a sleeve, one end of which 33 is adapted to fit onto the light pipe 14 and the other end of which is adapted to fit on either the support of the diode 26 or on the one protuberance 34. The coupling device 32 is made of a material having a low elasticity so as to keep the planar faces 28, 30 of the diode and of the light pipe parallel to one another and in the vicinity of one another. In a particularly advantageous embodiment, the planar face 28 of the diode is practically perpendicular to the axis of the diode and to the axis of the light beam emitted by this diode and the entry face 30 of the light pipe is practically perpendicular to the axis of the conduit.

Les fibres optiques peuvent tre munies à leurs extrémités de férules 40 ou embout généralement métallique enserrant la fibre. La figure 4 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif de couplage 32 entre une diode 26 et un conduit de lumière 14 munie, à l'une des extrémités, d'une férule 40. Le dispositif de couplage 32 présente un étrier 41 en forme de"U"venant se fixer sur un support 42. Le support 42 comprend un collier 44 dont le diamètre intérieur est adapté pour s'emboîter soit sur le support de la diode 26 soit sur 1'excroissance 34. Après emboîtement, une vis, non représentée, permet d'immobiliser le support 42 par rapport à la diode 26. L'étrier 41 présente sur chacune des branches du"U"une ouverture oblongue 46 permettant d'immobiliser, par l'intermédiaire de vis non représentées, l'étrier 41 par rapport au support 42 après réglage de la position de cet étrier. L'étrier est muni d'une fente 48 adaptée pour recevoir la férule 40 entourant le conducteur de lumière 14. Ce dispositif 32 permet de disposer avec plus de précision la face d'émission 28 de la diode 26 par rapport à la face d'entrée 30 du conducteur de lumière 14. The optical fibers can be provided at their ends with ferrules 40 or generally metallic end cap enclosing the fiber. FIG. 4 shows another embodiment of a coupling device 32 between a diode 26 and a light pipe 14 provided, at one end, with a ferrule 40. The coupling device 32 has a stirrup 41 in the shape of a "U" coming to be fixed on a support 42. The support 42 comprises a collar 44 whose internal diameter is adapted to fit either on the support of the diode 26 or on the projection 34. After fitting, a screw, not shown, allows the support 42 to be immobilized relative to the diode 26. The stirrup 41 has on each of the branches of the "U" an oblong opening 46 making it possible to immobilize, by means of screws not shown, the stirrup 41 relative to the support 42 after adjusting the position of this stirrup. The stirrup is provided with a slot 48 adapted to receive the ferrule 40 surrounding the light conductor 14. This device 32 makes it possible to have more precisely the emission face 28 of the diode 26 relative to the face of input 30 of the light guide 14.

Le circuit électrique d'alimentation de la diode 26 peut comprendre un commutateur permettant d'interrompre le fonctionnement du dispositif de signalisation et un potentiomètre réglable permettant de modifier le flux lumineux émis par la diode 26. Avantageusement, l'accès au potentiomètre est obtenu par une petite ouverture 50, ce qui limite les possibilités de modifications du réglage du potentiomètre par des personnes non autorisées. Le trou peut aussi tre obturé par un bouchon en caoutchouc ou autre afin de parfaire l'étanchéité du boîtier 12. Dans des modes de réalisation particulièrement avantageux les diodes électroluminescentes sont des diodes à culots, de cette manière il est facile de remplacer la diode et d'adapter la couleur de son émission aux conditions nécessaires. Les types de diodes qui ont été utilisées sont des diodes fabriquées par la société MARL (Grande Bretagne). On a utilisé les diodes suivantes : Led MARL bleu-vert 505nm, 20mA type"flat top", culot BaS9s, réf 215- 943 ; Led MARL vert 525nm, 20mA type"flat top", culot BaS9s, réf 215-532 et Led
MARL jaune-orange 590nm, 20mA type"flat top", culot BaS9s, réf 215-521.The electrical supply circuit of the diode 26 may include a switch making it possible to interrupt the operation of the signaling device and an adjustable potentiometer making it possible to modify the light flux emitted by the diode 26. Advantageously, access to the potentiometer is obtained by a small opening 50, which limits the possibility of modifications to the potentiometer setting by unauthorized persons. The hole can also be closed off with a rubber plug or the like in order to perfect the sealing of the housing 12. In particularly advantageous embodiments, the light-emitting diodes are diodes with caps, in this way it is easy to replace the diode and to adapt the color of its broadcast to the necessary conditions. The types of diodes which have been used are diodes manufactured by the company MARL (Great Britain). The following diodes were used: 505nm blue-green MARL LED, 20mA "flat top" type, BaS9s base, ref 215-943; Green MARL LED 525nm, 20mA "flat top" type, BaS9s base, ref 215-532 and Led
MARL yellow-orange 590nm, 20mA "flat top" type, BaS9s base, ref 215-521.

Comme conducteur de lumière, on a utilisé les fibres optiques suivantes : -FORETREC O F1OTR, faisceau de 400 fibres optiques en verre, diamètre utile 1 mm, diamètre de la gaine 2,2 mm ; -FIBER STARS O SS15, faisceau de 14 fibres optiques en plastique (PMMA) de diamètre extérieur 7 mm, avec enrobage délimitant des losanges lumineux ; -3M (e) LF90, fibre optique plastique (PMMA) monobrin de diamètre extérieur 11 mm. Toutefois, il est évident que l'on peut utiliser d'autres fibres bien connues de l'homme de l'art.As light conductor, the following optical fibers were used: -FORETREC O F1OTR, bundle of 400 glass optical fibers, useful diameter 1 mm, sheath diameter 2.2 mm; -FIBER STARS O SS15, bundle of 14 plastic optical fibers (PMMA) with an external diameter of 7 mm, with coating delimiting luminous diamonds; -3M (e) LF90, single-strand plastic optical fiber (PMMA) with an external diameter of 11 mm. However, it is obvious that other fibers well known to those skilled in the art can be used.

Nous avons décrit l'invention en liaison avec une utilisation particulière, il est évident que l'on peut utiliser le système de signalisation suivant l'invention pour baliser les parois des couloirs ou les ouvertures dans les cloisons.  We have described the invention in connection with a particular use, it is obvious that one can use the signaling system according to the invention to mark the walls of the corridors or the openings in the partitions.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1 Procédé de couplage d'un conducteur de lumière avec une diode 1 Method for coupling a light conductor with a diode électroluminescente dans lequel on forme la face de sortie de la diode electroluminescent in which the output face of the diode is formed électroluminescente de manière à obtenir une face pratiquement plane, on usine electroluminescent so as to obtain a practically flat face, we machine la face d'entrée du conducteur de lumière pour que cette dernière soit the input side of the light conductor so that it is pratiquement plane et on dispose la face de sortie de la diode en repérage avec la practically flat and we have the output face of the diode in registration with the face d'entrée du conducteur de lumière, les deux faces étant pratiquement input side of the light conductor, the two sides being practically parallèles entre elles. parallel to each other. 2 Procédé selon la revendication 1 dans lequel on maintient la face d'entrée du 2 Method according to claim 1 wherein the entry face of the conducteur de lumière éclairé par la diode électroluminescente au contact de la light conductor lit by the light-emitting diode in contact with the face d'émission de la diode électroluminescente. emission face of the light-emitting diode. 3 Système de signalisation (10) par conducteur de lumière pour locaux à éclairage 3 Signaling system (10) by light conductor for rooms with lighting scotopique ou mésopique faible, utilisant le procédé de couplage suivant l'une scotopic or weak mesopic, using the coupling method according to one des revendications 1 ou 2, comprenant : claims 1 or 2, comprising: un conducteur de lumière (14) à déperdition latérale de lumière muni a light-leaking light conductor (14) provided d'une face d'entrée (30) pratiquement plane ; a substantially planar entry face (30); une diode électroluminescente (26) présentant une face d'émission (28) a light emitting diode (26) having an emission face (28) pratiquement plane ; practically flat; un source d'énergie (24) autonome permettant d'exciter la diode an autonomous energy source (24) enabling the diode to be excited électroluminescente (26) ; et electroluminescent (26); and un moyen (32) pour maintenir en regard l'une avec l'autre la face d'entrée means (32) for keeping the inlet face opposite each other du conducteur de lumière et la face d'émission de la diode électroluminescente. of the light conductor and the emitting face of the light emitting diode. 4 Système conforme à la revendication 3 dans lequel le conducteur de lumière est4 System according to claim 3 wherein the light conductor is entouré par une férule et dans lequel on maintient la face d'entrée (30) du surrounded by a ferrule and in which the entry face (30) of the conducteur de lumière éclairé par la diode électroluminescente au contact de la light conductor lit by the light-emitting diode in contact with the face d'émission (28) de la diode électroluminescente. emission face (28) of the light-emitting diode. 5 Système selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel le5 System according to any one of claims 3 or 4, wherein the conducteur de lumière est un faisceau de fibres à déperdition latérale de lumière. light conductor is a bundle of fibers with lateral light loss. 6 Système selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel le moyen6 System according to any one of claims 3 to 5, wherein the means pour solidariser le conducteur de lumière à la diode ne comprend qu'un élément to secure the light conductor to the diode has only one element relativement rigide dont le diamètre intérieur à chacune des extrémités est relatively rigid with an inside diameter at each end agencé pour enserrer étroitement respectivement un élément pratiquement arranged to tightly enclose a member, respectively, of a member cylindrique (34) solidaire de la diode et le conducteur de lumière. cylindrical (34) integral with the diode and the light conductor. 7 Système selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel l'extrémité7 System according to any one of claims 3 to 5, wherein the end du conducteur de lumière est munie d'une férule (40) et le moyen pour of the light conductor is provided with a ferrule (40) and the means for solidariser le conducteur de lumière à la diode comprend un étrier (41) pour maintenir le conducteur de lumière, articulé sur un élément de maintien (42) fixe par rapport à la diode de manière à pouvoir mettre en regard la face d'entrée (30) pratiquement plane du conducteur de lumière et la surface d'émission (28) pratiquement plane de la diode.  securing the light conductor to the diode comprises a bracket (41) for holding the light conductor, articulated on a holding element (42) fixed relative to the diode so as to be able to face the input face (30 ) practically planar of the light conductor and the practically planar emitting surface (28) of the diode.
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GB1409793A (en) * 1972-06-08 1975-10-15 Standard Telephones Cables Ltd Light emissive diode to optical fibre coupling
EP0600158A1 (en) * 1992-12-01 1994-06-08 Hewlett-Packard Company Light transmission apparatus for electro-optically coupling to a display panel for an electronic instrument
FR2706018A1 (en) * 1994-02-21 1994-12-09 Kodak Pathe Method and installation for luminous marking inside a dark room

Patent Citations (3)

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