Brevet FR2506032A1 — publié le 19821119

CONNECTEUR OPTIQUE TOURNANT La présente invention concerne un connecteur opti- que tournant destiné à la transmission d'informations par voie optique entre au moins un émetteur de faisceaux lumi- neux fixé radialement sur une couronne et l'un des récep- teurs correspondant disposés de manière coplanaire à cet émetteur dans un cylindre de même axe que celui de la cou- ronne et libre en mouvement de rotation par rapport à cette dernière. Un tel connecteur peut, par exemple, être utilisé pour relier deux câbles de transmission d'informations au niveau d'une bouée flottant à la surface de la mer, l'un des câbles étant relié à son autre extrémitéià des équipe- ments de surveillance et de commande portés par des navi- res de service ancrés à la bouée et autour de laquelle ils doivent pouvoir tourner en fonction des vents et des courants, l'autre câble étant relié à son autre extrémité à des têtes de forage fonctionnant au fond de la mer. De ce fait, le câble de transmission d'informations doit être articulé au niveau de la bouée au moyen d'un con- necteur tournant assurant une bonne transmission quels que soient les mouvements de rotation relatifs entre les deux parties du câble. Jusqu'à présent, une telle liaison était réalisée au moyen de contacts à pression mettant en oeuvre, par ex- emple, des balais frottant sur des couronnes de transfert dans un bain d'huile Toutefois, les énergies mises en jeu pour la transmission d'informations, c'est-à-dire quelques milliampères sous quelques volts, ne s'accommodent pas des chutes de tension inhérentes à une telle liaison qui est, en outre, susceptible d'altérations dans le temps. La présente invention a pour but d'obvier à cet inconvéninent au moyen d'un connecteur optique tournant. Selon l'invention, ce connecteur optique tournant, destiné à la transmission d'informations par voie optique entre au moins un émetteur de faisceaux lumineux fixé radiale- ment sur une couronne et l'un des récepteurs disposés de manière coplanaire à cet émetteur dans un cylindre droit de même axe que celui de la couronne et libre en mouve- ment relatif de rotation par rapport à cette dernière, est tel que le cylindre comprend une partie intérieure réfléchissante limitée par une surface prismatique régu- lière coaxiale et une partie en matière transparente en- tourant cette surface prismatique Pour chaque face de cette dernière, un récepteur orienté vers l'axe du cylin- dre, est centré sur une droite symétrique de cet axe par rapport à cette face; tous les récepteurs sont connectés en parallèle. De préférence, la surface prismatique régulière comprend trois faces et est inscrite dans le cylindre trois récepteurs seulement étant prévus. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de modes préférés de réalisation de l'invention donnés à titre non limitatif, description à laquelle une planche de dessins est annexée. La figure 1 représente schématiquement en section transversale un connecteur optique tournant conforme à la présente inventionselon un premier mode de réalisation de cette dernière. La figure 2 représente schématiquement en section transversale un connecteur optique tournant conforme à l'invention,selon un deuxième mode de réalisation de l'in- vention, et la figure 3 représente schématiquement, en sec- tion axiale,un connecteur conforme à l'invention pour la transmission de plusieurs voies d'informations. En référence à la figure 1, deux émetteurs 5 et 6 de faisceaux lumineux, disposés radialement et dirigés de façon centripète, sont solidaires d'une couronne 1. Ces émetteurs sont, par exemple, constitués par des trans- ducteurs électro-optiques, si le câble auquel ils sont connectés en parallèle n'est pas du type optique,ou par des lasers, par des-diodes, etc Les récepteurs 7, 8 et 9 dont les axes de réception sont situés dans le même plan que ceux des émetteurs 5 et 6, sont solidaires d'un cylindre 2, et sont constitués, par exemple, par des cel- lules photo-électriques. Le cylindre 2, de même axe que la couronne i est constitué par une partie intérieure 14 limitée par une surface prismatique régulière coaxiale et réfléchissante entourée par une matière transparente 11,12,13 Dans l'exemple représenté figure 1, le nombre de faces de la surface prismatique est égal à 3 tandis que dans l'exem- ple représenté figure 2, il est égal à 4 Ces faces peuvent être recouvertes d'une mince pellicule réfléchis- sante de manière à améliorer les caractéristiques de transmission. Les récepteurs 7,8,9,10 sont disposés radiale- ment sur une droite symétrique à l'axe du cylindre par rapport à chacune de ces faces et sont orientés vers cet axe Bien évidemmenttous les récepteurs sont connec- tés en parallèle. De ce fait, tout faisceau lumineux issu d'un émet- teur se réfléchit sur l'une des faces de la partie inté- rieure réfléchissante 14 pour atteindre au moins un r 6 cep- teur. Toutefois, lorsqu'un seul émetteur est utilisé, par exemple l'émetteur 5, aucun récepteur ne reçoit de faisceau lumineux quand l'émetteur 5 et l'axe 15 sont alignés avec l'un des récepteurs ou avec une arète de la surface prismatique De ce fait, il est préférable d'uti- liser deux émetteurs 5 et 6 connectés en parallèle comme représenté, séparés l'un de l'autre d'une distance déter- minée de telle manière qu'un faisceau lumineux au moins atteigne toujours un récepteur quelle que soit la position relative de la couronne 1 et du cylindre 2 Si, les deux émetteurs 5,6 sont correctement disposés à une même dis- tance de l'axe 15, les chemins parcourus par les fais- ceaux issus de ces émetteurs sont identiques et le systè- me n'introduit aucun déphasage entre les signaux émis. On peut réaliser ainsi un connecteur optique tournant pour plusieurs voies de transmission en donnant à chaque cylindre une épaisseur minimale et en associant axialement plusieurs cylindres par empilage, comme repré- senté figure 3 Dans ce cas, bien évidemment, il y a lieu également de disposer des émetteurs correspondants pour chaque voie de transmission. Le connecteur optique selon l'invention peut aussi bien être utilisé quand le mouvement relatif de rotation est du type aléatoire, comme c'est le cas pour la commande des têtes de forage en mer, que lorsqu'il est du type ra- pide et régulier Bien que seuls deux modes de réalisation de l'invention aient été décrits, il est évident que tou- te modification apportée par l'Homme de l'Art dans le mê- me esprit ne sortirait pas du cadre de la présente inven- tion. Par exemple, la section de la partie intérieure réfléchissante peut être un polygone régulier ayant nom- bre de cotés supérieur à trois ou quatre, le nombre de ré- cepteurs à prévoir étant égal au nombre de côtés du poly- gone. REVENDICATIONS 1. Connecteur optique tournant destiné à la transmission d'informations par voie optique entre au moins un émetteur de faisceaux lumineux fixé radialement sur une couronne et l'un des récepteurs disposés de manière coplanaire au dit émetteur dans un cylindre droit de même axe que celui de ladite couronne et libre en mouvement relatif de rota- tion par rapport à cette dernière, caractérisé en ce que ledit cylindre ( 2) comprend une partie intérieure réflé- chissante ( 14) limitée par une surface prismatique régu- lière coaxiale et une partie ( 11,12,13) en matière trans- parente entourant ladite surface prismatique pour chaque face de laquelle un récepteur ( 7,8,9), orienté vers le- dit axe ( 15), -est centré sur une droite symétrique de ce dernier par rapport à ladite face, tous les récepteurs ainsi disposés étant connectés en parallèle. 2. Connecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le nombre de faces de ladite surface prismatique est égal à trois, trois récepteurs seulement étant prévus. 3. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les émetteurs sont au nom- bre de deux ( 5,6), et sont disposés à la même distance du centre ( 15), la distance entre les deux émetteurs étant telle qu'un faisceau lumineux issu de l'un des émetteurs au moins atteigne toujours un récepteur quelle que soit la position relative de ladite couronne ( 1) par rapport au dit cylindre ( 2)