Brevet FR2711249A1 — publié le 19950421

La présente invention a pour objet un procédé destiné à transformer des fibres optiques multibrins de transmission en fibres optiques à éclairage latéral, ainsi que la fibre optique obtenue par ce procédé. On rappelle qu'une fibre optique pour la transmission de la lumière se présente sous la forme d'un faisceau de brins élémentaires - de verre ou de silice - gainés dans une matière extrudée, généralement noire, mais qui, pour l'application à une fibre à éclairage latéral doit être transparente ou translucide, souple, en polyéthylène ou silicone par exemple. Si on brise un ou plusieurs brins de proche en proche à l'intérieur de la gaine, il se produit au droit de chaque cassure une émergence de lumière sensiblement égale au flux lumineux parcourant la fibre. Si, sur une longueur donnée, on brise la totalité des brins en n points, on obtient le long de la fibre une diffusion de la totalité de la lumière rentrant dans la fibre : on obtient ainsi une fibre à éclairage latéral pouvant servir en balisage, décoration, etc... Le procédé connu pour obtenir de telles fibres consiste à déformer, par exemple pincer ou recourber, la fibre en un certain nombre de points à espacements prédéterminés, en appliquant en chaque point la déformation avec une intensité, constante ou variable, prédéterminée. En procédant ainsi on constate qu'avec des fibres de 100 à 300 brins par exemple, et pour des distances d'émergence de l'ordre de quelques centimètres ou décimètres, il n'est pas possible d'obtenir des émergences d'intensité comparable pour une longueur de fibre supérieure à quelques mètres. Cela résulte de ce que l'intensité de la déformation doit être suffisamment importante pour permettre de rompre de façon certaine au moins une fibre qui n'ait pas déjà été rompue en amont (par rapport au sens de passage de la lumière dans la fibre), à moins d'accepter le risque qu'il n'y ait pas d'émergence en certains points où l'on désire en avoir une, et qu'une grande partie de la quantité de lumière introduite se retrouve à l'extrémité de sortie. Ainsi les fibres optiques à éclairage latéral ont une longueur de deux ou trois mètres en général, et jamais supérieure à cinq mètres. Le but de l'invention a été d'obtenir une fibre optique à éclairage latéral d'une longueur quelconque et procurant des émergences ayant une localisation et une intensité certaine La démarche inventive a consisté à trouver le moyen de briser en un point donné un ou plusieurs brins qui n'ont pas encore été brisés. Pour ce faire, on met la fibre sous pression lumineuse à une extrémité et on déforme progressivement la fibre en un premier point d'émergence désiré, jusqu'à apparition d'une première émergence, c'est dire jusqu'à perception d'un premier seuil d'intensité lumineuse émergente, correspondant à la rupture d'une première fibre non précédemment rompue; on peut fixer ce seuil à une intensité double, triple, etc.. en continuant la déformation en ce point. La progression doit nécessairement avoir lieu en partant de la source lumineuse vers l'extrémité libre de la fibre, c'est à dire de l'amont vers l'aval suivant le sens du flux lumineux. En d'autres termes le procédé consiste à opérer un rupture en contrôlant l'effet engendré par cette rupture; cela implique la mise en oeuvre d'une source lumineuse à une extrémité de la fibre, d'un moyen de déformation contrôlée de la fibre et d'un capteur lumineux de contrôle de l'effet. A titre d'exemple, utilisant une fibre de deux cent brins et d'une longueur de vingt mètres, on pourra obtenir des émergences élémentaires (correspondant à la rupture d'un seul brin) tous les dix centimètres. Bien évidemment on pourra aussi, grâce au procédé , obtenir une intensité lumineuse émergente quelconque en un point donné, dans la limite permise par le nombre total de brins et le nombre de brins non encore rompus en ce point. Le procédé peut être appliqué soit de fa çon manuelle, soit de façon automatique; dans le premier cas le moyen de déformation est constitué par la main, et le capteur est constitué par l'oeil de l'opérateur; dans le second cas le moyen de déformation est mécanique et le capteur est une cellule photosensible (photodiode, phototransistor, etc...). La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va être faite des deux procédés susvisés, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles - la fig.1 est une vue schématique en coupe d'une fibre optique à éclairage latéral, - la fig.2 est une illustration du procédé manuel, et - la fig.3 est une illustration d'un procédé mécanique automatisé. Sur la figure 1, une fibre optique à éclairage latéral est composée d'une âme constituée d'une pluralité de fibres 1, ou brins, de verre ou de silice, donc de matériaux durs et cassants dont la souplesse apparente ne résulte que de leur finesse, contenue dans une gaine 2 formée d'une matière souple et transparente, polyéthylène par exemple; si une source lumineuse S est disposée à l'une des extrémités de la fibre et si la fibre est rompue en un point 4 il se produit en ce point une émergence circonférencielle 5 de lumière procurant l'effet d'éclairage latéral. Sur la figure 2 le procédé manuel comprend les étapes consistant à - alimenter en lumière la fibre lumineuse à une extrémité au moyen d'une source lumineuse S - déterminer le premier point 10 souhaité, le plus proche de la source S - former entre les doigts une boucle dont le sommet est le point souhaité - pincer la boucle entre les doigts progressivement jusqu'à ce que le brin le plus fragilisé par la courbure se rompe en provoquant l'apparition d'un émergence lumineuse perçue par l'oeil; - relâcher, - déterminer le deuxième point en aval du premier - former la boucle et la pincer jusqu'à jaillissement d'un nouveau point lumineux ;on vient ainsi de briser le brin le plus fragilisé par la courbure et qui n'était pas déjà brisé en amont. Sur la fig.3, un procédé mécanique automatisé dont les étapes sont analogues à celles du procédé manuel sus-décrit, est mis en oeuvre par une machine comprenant les organes suivants : une source lumineuse S, des moyens 12 d'entraînement de la fibre 13 en direction de la source, des moyens 14 (vérin et chape à galet) de formation de recourbement de la fibre en une boucle et d'introduction de la boucle entre un couple de mâchoires 15 dont l'une au moins est mue en direction de l'autre par un vérin 16, une cellule photosensible 17 disposée en regard de la boucle audessus des mâchoires, et un automate 18 qui commande Succéssivement: - les moyens d'entraînement 12 pour l'entraînement d'une longueur déterminée de fibre, - le vérin 14 des moyens formation de la boucle - le vérin 16 pour comprimer la boucle entre les mâchoires jusqu'à ce qu'une intensité prédéterminée de lumière émergente soit perçue par la cellule 17 - le retour en position initiale 14 et 16, et - l'entraînement d'une nouvelle longueur de fibre, à partir de quoi un nouveau cycle peut être opéré. On recommence ce cycle d'opérations autant de fois que nécessaire suivant le résultat recherché, sachant que - pour une fibre donnée, le nombre de sorties lumineuses doit être au plus égal au quotient du nombre de brins contenus dans la fibre par le nombre moyen de brins rompus en chaque point. - On peut moduler l'intensité de la lumière à chaque sortie en modulant le nombre de brins rompus à chaque rupture. - Les sorties de lumière ne sont pas nécessairement espacées de façon régulière suivant l'effet souhaité. Suivant une autre forme non représentée d'une machine mettant en oeuvre le procédé de l'invention, la déformation de la fibre est obtenue directement par le vérin 14 qui qui force le passage de la boucle entre des parois convergentes, par exemple les parois des gorges en regard de deux poulies coplanaires, au point de convergence desquelles est située la cellule photosensible; selon que l'enfoncement de la boucle entre les poulies est plus ou moins accentué, la déformation de la boucle est plus ou moins grande, plus ou moins de brins sont rompus et le vérin arrété dans sa course lorsqu'un seuil de lumière émergente est atteint. On reconnaîtra une fibre de l'invention aux critères suivants, pris séparément ou en combinaison - une longueur supérieure à trois mètres avec un nombre moyen de points d'émergence supérieur à trois par mètre, - un nombre de brins lumineux rompus à chaque émergence, inférieur à 2% du nombre total des brins, - des émergences lumineuses résultant de la rupture, d'un seul brin, - la totalité des émergences lumineuses résultant de la rupture, de deux brins au plus. REVENDICATIONS 1.- Fibre optique à éclairage latéral constituée d'un pluralité de brins de verre ou de silice enrobés dans une gaine translucide, au moins un brin étant rompu en un point quelconque de la fibre pour former en ce point une émergence de lumière, caractérisée en ce que la dite fibre a une longueur supérieure à cinq mètres avec un nombre de points d'émergence supérieur à trois par mètre; 2.- Fibre optique selon la revendication 1, caractérisée la totalité des émergences lumineuses résulte de la rupture, de deux brins au plus 3.- Fibre optique selon la revendication 1, caractérisée par des émergences lumineuses résultant de la rupture, d'un seul brin, 4.- Fibre optique selon la revendication 1, caractérisée : en ce que le nombre de brins lumineux rompus à chaque émergence, est inférieur à 2% du nombre total des brins 5.- Procédé d'obtention d'une fibre optique à éclairage latéral selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre la fibre sous pression lumineuse à une extrémité et à la déformer progressivement en un premier point d'émergence désiré, jusqu'à apparition et détection d'un premier seuil d'intensité lumineuse émergente prédéterminé, cor respondant à la rupture d'un nombre de brins non précédemment rompus, puis à répéter l'opération pour les points suivant Succéssivement en aval les uns des autres; 6.- Procédé d'obtention d'une fibre optique à éclairage latéral selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations manuelles consistant à - alimenter en lumière la fibre lumineuse à une extrémité au moyen d'une source lumineuse S - déterminer le premier point 10 souhaité, le plus proche de la source S - former entre les doigts une boucle dont le sommet est le point souhaité - pincer la boucle entre les doigts progressivement jusqu'à ce que le brin le plus fragilisé par la courbure se rompe en provoquant l'apparition d'un émergence lumineuse perçue par l'oeil; - relâcher, - déterminer le deuxième point en aval du premier, - former la boucle et la pincer jus qu'à jaillissement d'un nouveau point lumineux ;on vient ainsi de briser le brin le plus fragilisé par la courbure et qui n'était pas déjà brisé en amont. 7.- Procédé d'obtention d'une fibre optique à éclairage latéral selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 , caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre de façon automatisée par les organes suivants -une source lumineuse S, -des moyens 12 d'entraînement de la fibre 13 en direction de la source, -des moyens 14 (vérin et chape à galet) de formation de recourbement de la fibre en une boucle et d'introduction de la boucle entre -un couple de mâchoires 15 dont l'une au moins est mue en direction de l'autre par -un vérin 16, -une cellule photosensible 17 disposée en regard de la boucle au-dessus des mâchoires, et -un automate 18 qui commande successivement les organes précédents en des cycles successifs.