Brevet FR2693859A1 — publié le 19940121

La présente invention concerne un commutateur optique à fibres optiques. Les commutateurs optiques connus à ce jour comportent des pièces mécaniques qui, par déformation, déplacent des sources lumineuses ou des récepteurs optiques en vue de faire varier une transmission lumineuse entre une source de lumière et un récepteur. Ils comportent donc des pièces mécaniques qui présentent des inconvénients de coût, d'usure et de fiabilité. La présente invention prétend remédier à ces inconvénients en présentant un dispositif à fibres optiques qui permet de déceler le passage d'un doigt ou d'un objet à proximité de leur extrémité. Le dispositif objet de la présente invention est donc un dispositif de commutation comportant au moins une fibre optique dont au moins une est reliée à une source de lumière et au moins une est reliée à un capteur optoélectronique, la ou lesdites fibres ayant une extrémité apparente, la fibre reliée au capteur opto-électronique étant adaptée à recevoir la lumière sortant de la fibre reliée à la source de lumière après réflexion sur un objet ou sur un doigt placé à proximité de l'extrémité de la ou des dites fibres optiques, le capteur opto-électronique étant relié à un commutateur commandé par le signal sortant du capteur opto-électronique. La description qui va suivre faite en regard des dessins annexés dans un but explicatif et nullement limitatif permet de mieux comprendre les avantages, buts et caractéristiques de l'invention. - La figure 1 représente un premier mode de réalisation du dispositif objet de la présente invention. - La figure 2 représente un second mode de réalisation du dispositif objet de la présente invention. - La figure 3 représente un schéma électronique incorporé aux dispositifs présentés en figures 1 et 2. - La figure 4 représente un circuit électronique réalisant le schéma électronique présenté en figure 3. Dans la figure 1 sont représentés un support mural 1 posé sur un mur 2, deux fibres optiques 3 et 4 possédant une extrémité apparente, respectivement 5 et 6, dans le plan P de la face avant du support mural 1, deux gaines de fibres optiques 7 et 8 entourant les fibres optiques 3 et 4, une source de lumière 9, un capteur opto-électronique 10, un circuit électronique de commande 11, un circuit électronique de puissance 12, un réseau 13 et un objet 14. Le mur 2 est indépendant du dispositif. Le support mural 1 est en matériau quelconque et peut comporter des écritures ou des sérigraphies. Il est, par exemple, en matière plastique, en métal, en bois. Les fibres optiques 3 et 4 et leur gaine 7 et 8 sont de type connu. Leurs extrémités respectives 5 et 6 sont polies et adaptées à émettre ou recevoir, respectivement de la lumière dans l'espace placé devant le support mural 1. La source de lumière 9 est adaptée à émettre de la lumière dans la fibre optique 3. Elle est constituée, par exemple, d'une ampoule à incandescence, ou préférentiellement d'une diode laser. Les longueurs d'onde de la lumière émises par la source de lumière peuvent etre visibles ou invisibles. Cependant, elles sont préférentiellement visibles. Le capteur opto-électronique 10 est adapté à recevoir la lumière transmise par la fibre optique 4. Cette lumière provient de la réflexion sur l'objet 14 de la lumière émise par la fibre optique 3. Le circuit électronique de commande 11 est présenté en figures 3 et 4. Il est adapté à différencier les signaux provenant du capteur opto-électronique 10 en provenance de la réflexion de la lumière émise par la source de lumière 9, d'une part et la lumière environnant l'extrémité 6 de la fibre optique 4, d'autre part, et à émettre un signal dans le premier cas. Le circuit électronique de puissance 12 est de type connu. I1 est adapté à commuter deux liaisons du réseau 13. Le réseau 13 peut être un réseau électrique ou électronique et commandé, une lampe, une transmission, une alarme, un moteur ou tout autre système commandé électriquement. Enfin, l'objet 14 est quelconque. I1 peut être constitué d'un doigt pour une commande manuelle de la commutation ou de tout objet préférentiellement clair. Dans la figure 2 sont représentés un support mural 1 posé sur un mur 2, une fibre optique 20 possédant une extrémité apparente 21, dans le plan P de la face avant du support mural 1, une gaine de fibre optique 22 entourant la fibre optique 20, une source de lumière 9, un capteur optoélectronique 10, un circuit électronique de commande 11, un circuit électronique de puissance 12, un réseau 13 et un objet 14. A l'exception de la source de lumière 9 et du capteur opto-électronique 10, les composants sont identiques à ceux présentés en figure 1. La source de lumière 9 et le capteur opto-électronique 10 sont optiquement reliés à la même fibre optique 20 selon des assemblages connus. Dans la figure 3 sont représentés un diode laser 30, une photo-diode 31, deux amplificateurs 32 et 33, respectivement reliés électriquement à la diode laser 30 et à la photo-diode 31 et reliés ensemble à un filtre passe- bande 34, lui-même relié à un décodeur 35. Le diode laser constitue la source de lumière 9. La photo-diode 10 constitue le capteur opto-électronique 10. Les amplificateurs 32 et 33 sont adaptés à amplifier les signaux qu'ils reçoivent, respectivement du filtre 34 et de la photo-diode 31 et à les transmettre respectivement à la diode laser 30 et au filtre passe-bande 34. Le filtre passe-bande 34 comporte ainsi deux entrées reliées d'une part à l'amplificiateur 33 et d'autre part, au décodeur 35. Le filtre passe-bande 34 comporte aussi deux sorties reliées d'une part à l'amplificateur 32 et d'autre part, au décodeur 35. Le décodeur 35 est adapté à comparer la fréquence du signal qu'il émet et celle du signal qu'il reçoit et à transmettre un signal d'égalité en cas d'égalité de ces deux fréquences. Les signaux lumineux sont donc modulés en amplitude selon une fréquence très inférieure à leur fréquence lumineuse. Dans la figure 4 sont représentés un cristal 40, un diviseur 41, la diode laser 30, la photo-diode 31, l'amplificateur 33, un générateur de tonalité 42 et un temporisateur 43. Le cristal 40 est mis en résonance à une fréquence donnée par construction. Le diviseur 41 divise la fréquence du cristal 40, amplifie le signal du cristal 40 et émet le signal résultant de la division d'une part vers la diode laser 30 et d'autre part, vers le générateur de tonalité 42. L'amplificateur 33 est ici constitué d'un amplificateur opérationnel. Le générateur de tonalié reçoit sur ses entrées d'une part, le signal provenant du diviseur 41 et d'autre part, de l'amplificateur 33. Le générateur de tonalité 42 possède les deux fonctions de filtre passe-bande et de comparateur. Il émet un signal d'égalité lorsque les fréquences qu'il reçoit en ses deux entrées sont égales. Le temporisateur 43 émet un signal lorsque le signal d'égalité qu'il reçoit du générateur de tonalité est constant pendant une durée de temporisation donnée. Le signal sortant du temporisateur 43 est le signal émis vers le circuit électronique de puissance 12. D'autres modes de réalisation du circuit électronique de commande 11 sont conformes à l'esprit de l'invention. La présente invention s'applique à de nombreuses utilisations. Elle s'adapte particulièrement à la commande de sécurité, par exemple pour salle de bains, pour usines de produits explosifs, chimiques ou corrosifs, aux tableaux de commande machines outils, de véhicules militaires ou civils, aux appareils électro-ménagers et aux appareils et véhicules sous-marins. En effet, les avantages du dispositif objet de la présente invention sont les suivants : aucun risque d'électrocution, d'explosion, de corrosion, aucune pièce mécanique, aucun risque de parasitage électro-magnétique. Le dispositif objet de la présente invention fonctionne aussi bien avec un environnement atmosphérique que sous l'eau ou dans d'autres fluides. Selon une variante du dispositif, plusieurs commutateurs électriques et plusieurs circuits de commande sont réunis dans une armoire. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation comportant au moins une fibre optique (3, 4, 20) dont au moins une (3, 20) est reliée à une source de lumière (9, 30) et au moins une (4, 20) est reliée à un capteur opto-électronique (10, 31) caractérisé en ce que la ou lesdites fibres ayant une extrémité apparente (5, 6, 21), la fibre reliée au capteur opto-électronique est adaptée à recevoir la lumière sortant de la fibre reliée à la source de lumière après réflexion sur un objet (14) ou un doigt uniquement lorsque l'objet ou le doigt est placé à proximité de l'extrémité de la ou des dites fibres optiques, le signal sortant du capteur optoélectronique étant adapté à commander le fonctionnement d'un commutateur électrique (12) uniquement lorsque l'objet ou le doigt est placé à proximité de l'extrémité de la ou des fibres optiques. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte deux fibres (3, 4), l'une (23) étant reliée à la source de lumière (9, 30) et l'autre (4) étant reliée au capteur opto-électronique (10, 31), les deux fibres ayant leurs extrémités apparentes accolées. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une unique fibre optique (20) reliée d'une part à la source de lumière (9, 30) et d'autre part au capteur opto-électronique (10, 31). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte, relié électriquement au capteur opto-électronique (10, 31) et au commutateur électrique (12) un filtre passe-bande (34). 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le filtre passe-bande (34) est en outre relié à la source de lumière (9). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un comparateur de fréquences (35, 42) relié d'une part à la source de lumière (9, 30) et d'autre part au capteur optoélectronique (10, 31) et émettant un signal d'égalité lorsque les fréquences des deux signaux qu'il reçoit sont égales. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la source de lumière (9) est constituée d'une diode laser (30) et en ce que le capteur opto-électronique (10) est constitué d'une photo-diode (31). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une armoire dans laquelle sont réunis le commutateur et d'autres commutateurs identiques. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la ou les fibres optiques (3, 4, 20) ont leur extrémité apparente dans un plan (P) qui contient une face d'un support mural (1). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les longueurs d'ondes émises par la source de lumière comportent des longueurs d'ondes visibles.