Brevet FR2730294A1 — publié le 19960809

La présente invention concerne un dispositif permettant de collecter, de véhiculer et de diffuser de la lumière. Traditionnellement, l'éclairage est obtenu par le biais de deux techniques principales (éventuellement utilisées simultanément). Première technique: On utilise une ouverture pratiquée dans un mur ou un toit (fenêtre). Deuxième technique: On utilise un éclairage électrique. La première technique est limitée par le fait que dans certains cas il est impossible (ou il n'a pas été prévu dans la conception architecturale) de pratiquer une ouverture. I1 en est ainsi dans certaines caves ou certains parkings souterrains ou autres bâtiments. a deuxième technique présente l'inconvénient de fournir une lumière qui est artificielle, sensible à une panne d'alimentation électrique et d'un coût d'utilisation non nul. Le dispositif selon l'invention permet de remédier partiellement ou totalement à ces inconvénients. tI1 comporte en effet selon une première caractéristique: - un collecteur élémentaire, I1 permet de recevoir la lumière sur une certaine surface et de la concentrer sur une surface inférieure. La concentration de la lumière se fait en utilisant un procédé exclusivement optique et tronc sans utiliser d'électricité. Le collecteur élémentaire est essentiellement destiné à collecter la lumière naturelle (lumière du jour ou rayons de soleil directs) - un transmetteur élémentaire, I1 permet de véhiculer la lumière concentrée par le collecteur élémentaire. Sa section est inférieure voire très inférieure à la surface du collecteur élémentaire. I1 peut donc être manipulé comme un câble électrique et être installé dans une gaine ou être passé à travers un mur. L'extrémité du transmetteur élémentaire se trouvant du coté du collecteur élémentaire est désignée par la suite par le terme: entrée du transmetteur élémentaire. L'extrémité du transmetteur élémentaire se trouvant du coté du diffuseur élémentaire (défini ci-après) est désignée par la suite par le terme: sortie du transmetteur élémentaire. Le transmetteur élémentaire peut être une fibre optique. La fibre optique utilisée par l'invention ne fait pas l'objet de ce brevet. - un diffuseur élémentaire, Il I1 permet de diffuser la lumière reçue du transmetteur élémentaire. Sa section est supérieure à celle du transmetteur élémentaire. La répartition de la lumière concentrée est, comme pour le collecteur élémentaire, obtenue exclusivement par un procédé optique. ISelon les modes particuliers de réalisation: - le collecteur élémentaire peut être installé sur un support mû mécaniquement de telle sorte qu'il oriente toujours de manière optimale le collecteur élémentaire par rapport au soleil. - le collecteur élémentaire peut comporter un dispositif d'obturation pour ne plus transmettre aucune lumière. - le collecteur élémentaire peut n'être constitué que d'une simple lentille convergente concentrant les rayons du soleil en son foyer (où se trouverait l'entrée du transmetteur élémentaire) et d'un boîtier assurant la cohésion mécanique. - le collecteur élémentaire peut ntetre constitué que d'une parabole réfléchissante au foyer de laquelle se trouverait l'entrée du transmetteur élémentaire et des éléments mécaniques nécessaires pour assurer la cohésion de l'ensemble. - plusieurs collecteurs élémentaires peuvent être regroupés en un panneau de collecteurs élémentaires. - le transmetteur élémentaire peut être rigide (cylindre de plastique dur de faible section). - le transmetteur élémentaire peut être souple. Dans ce cas, il sera de préférence constitué d'une ou de plusieurs fibres optiques. - le transmetteur élémentaire peut' disposer d'une section constante ou variable. - le transmetteur élémentaire peut être de longueur quelconque, de quelques centimètres (pour traverser une cloison) à plusieurs kilomètres (pour éclairer une grotte). - plusieurs transmetteurs élémentaires peuvent être regroupés à l'intérieur du même câble pour former un transmetteur multiple de plus fort diamètre véhiculant la lumière collectée par plusieurs collecteurs élémentaires. - le diffuseur élémentaire peut être en tous points analogue à un collecteur élémentaire. - le diffuseur élémentaire peut comporter un dispositif (moteur électrique relié au boîtier du diffuseur élémentaire) permettant de modifier la direction des rayons de lumière qu'il émet. - le diffuseur élémentaire peut comporter un dispositif permettant de contrôler la diffusion de lumière. Ce contrôle éventuel peut se faire en contrôlant la couleur de la lumière (par l'interposition d'un filtre coloré sur le chemin de la lumière) ainsi que la puissance de la lumière (par l'interposition de filtres plus ou moins opaques). - plusieurs diffuseurs élémentaires peuvent être regroupés en un panneau de diffuseurs élémentaires. - le collecteur élémentaire, le transmetteur élémentaire et le diffuseur élémentaire peuvent être réalisés dans des matériaux différents selon les longueurs d'ondes que l'on veut laisser passer (ou bien filtrer). Tous les matériaux transparents sont a priori utilisables: verres, plastiques, cristaux, gels, fluides. En général, les longueurs d'ondes que l'on cherchera à retransmettre en utilisant l'invention sont celles de la lumière du jour. - la transmission de signaux complexes digitalisés au travers de l'ensemble du dispositif, ne fait pas l'objet de cette invention. Elle ne vise pas à utiliser la lumière pour faire circuler de l'information mais bien à utiliser les facultés éclairantes de la lumière elle même. - le panneau de collecteurs élémentaires peut être inexistant, une lumière artificielle est alors injectée directement dans l'entrée du transmetteur multiple. L'ensemble est alors réduit au transmetteur multiple et au panneau de diffuseurs élémentaires. - le panneau de diffuseurs élémentaires peut être inexistant, la sortie du transmetteur multiple fournit alors un rayon de lumière que l'on peut utiliser pour éclairer un endroit bien précis. L'ensemble est alors réduit au panneau de récepteurs élémentaires et au transmetteur multiple. - I1 n'est pas concevable dans le cadre de l'invention que le panneau de collecteurs élémentaires et le panneau de diffuseurs élémentaires soient simultanément absents. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente en coupe un collecteur élémentaire et l'entrée d'un transmetteur élémentaire. La figure 2 représente en coupe un diffuseur élémentaire et la sortie d'un transmetteur élémentaire. La figure 3 représente en coupe un collecteur élémentaire (d'un autre type) et l'entrée d'un transmetteur élémentaire. La figure 4 représente en coupe un collecteur élémentaire (encore d'un autre type) et l'entrée d'un transmetteur élémentaire. La figure 5 représente une vue suivant A de ce même collecteur élémentaire. La figure 6 représente en vue de dessus un dispositif permettant la réorientation de plusieurs collecteurs (ou diffuseurs) élémentaires. La figure 7 représente en vue de dessus une partie d'un panneau de collecteurs (ou diffuseurs) élémentaires. Dans cet exemple non limitatif, chaque collecteur (ou diffuseur) élémentaire est du même type que celui représenté en figure 1 et 2. La figure 8 représente un exemple d'utilisation du dispositif selon l'invention. La figure 9 représente un dispositif permettent de contrôle la puissance de la lumière que l'on diffuse. La figure 10 représente en coupe un dispositif permettant de concentrer la lumière véhiculée par un transmetteur multiple dans un transmetteur élémentaire. Pour des raisons de clarté, sur les figures 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, le diamètre du transmetteur élémentaire n'est pas en proportion. Dans la réalité, ce diamètre serait, à titre d'exemple non limitatif, de l'ordre de 2 mm. En référence à ces dessins, le dispositif comporte un collecteur élémentaire qui peut être de plusieurs types. La figure 1 représente un collecteur élémentaire constitué par une lentille convergente (1) et un boîtier mécanique (2). L'entrée du transmetteur élémentaire (3) est aussi représentée. La lentille convergente ainsi que les parois de l'entrée du transmetteur élémentaire peuvent être collés au boîtier. La figure 2 représente un diffuseur élémentaire et illustre le principe général qu'un diffuseur élémentaire peut être en tous points semblable à un collecteur élémentaire. La figure 3 représente un collecteur élémentaire constitué par un tronc de cône (4) (réalisé dans du verre ou dans un matériau transparent) et un boîtier mécanique (5). La paroi du tronc de cône qui est en contact avec le boîtier est réfléchissante. Sur la figure 3, le cône est de section (intersection avec un plan perpendiculaire à l'axe) circulaire. Mais le cône peut tout aussi bien être de section quelconque, circulaire, elliptique ou polygonale. L'entrée du transmetteur élémentaire est aussi représentée. La figure 4 représente un collecteur élémentaire constitué par une parabole (6) réfléchissante et une triple ailette (9) permettant de lier cette parabole à l'entrée du transmetteur élémentaire. La rotule (7) vient s'insérer dans le cadre (ll)(fig.7) et autorise la rotation de tout le collecteur élémentaire. Une fourchette (10) peut s'insérer dans la gorge (8) et provoquer la rotation du collecteur élémentaire. La figure 6 illustre le fait que la fourchette est réalisée dans une plaque qui comporte d'autres fourchettes permettant ainsi de déplacer en une fois tous les collecteurs (ou diffuseurs) élémentaires d'un panneau. La figure 7 représente des collecteurs (ou diffuseurs) élémentaires du type représenté sur les figures 1 et 2 et regroupés en panneau. La rotule de chaque collecteur (ou transmetteur) élémentaire est insérée en force dans un bâti (11). A l'arrière de ces collecteurs (ou diffuseurs) élémentaires, un ensemble de fourchettes analogue à celui représenté sur la figure 6 et disposé de telle sorte que chaque fourchette enserre l'entrée d'un transmetteur élémentaire (3), permet de modifier l'orientation de chaque collecteur (ou diffuseur) élémentaire. La figure 8 représente l'utilisation d'un panneau de collecteurs élémentaires (12) positionné sur un toit, d'un transmetteur multiple (13) qui traverse diverses parois d'un bâtiment et d'un panneau de diffuseurs élémentaires (14) qui éclaire une pièce sombre. La figure 9 représente un dispositif permettant de moduler la puissance lumineuse captée par un panneau de collecteurs élémentaires. Ce dispositif est installé de préférence le plus près possible du panneau de collecteurs élémentaires. Les divers transmetteurs élémentaires (chacun relié à un collecteur élémentaire) se regroupent en un transmetteur (15) sur le parcours duquel on interpose un disque (18) contrôlé par un moteur électrique pas à pas (19). Ce moteur (19) peut être lui même télécommandé. Le disque (18) len pivotant présente un disque (16) sur le trajet de la lumière. Ce disque (16) peut être parfaitement transparent (cavité), légèrement opaque, très opaque ou complètement opaque. Ce dispositif permet de contrôler la lumière que l'on laisse passer de la partie (15) à la partie (17) du transmetteur. iLa figure 10 représente un dispositif permettant de ne pas utiliser un transmetteur multiple pour véhiculer la lumière sur de longues distances, mais d'utiliser, en lieu et place, un transmetteur élémentaire (21) plus fin et moins onéreux. Sur le trajet du transmetteur multiple (20), le plus proche possible du panneau de collecteurs élémentaires, une lentille (22) concentre la lumière qu'elle reçoit (du transmetteur multiple) en son foyer où est positionné un transmetteur élémentaire (21). L'ensemble est maintenu dans un boîtier (23). Ce même dispositif, inversé, peut être utilisé pour retransformer le transmetteur élémentaire en transmetteur multiple. Selon une variante fonctionnelle non illustrée, le dispositif peut être utilisé pour réaliser l'éclairage d'une voiture (phares, codes, feux de position,...). La source est alors non plus la lumière du jour mais une ampoule électrique. Un avantage est qu'en utilisant, un transmetteur multiple ramifié vers plusieurs diffuseurs élémentaires, le nombre d'ampoules électriques utilisées peut être considérablement réduit. Un autre avantage est qu'une partie du bloc optique (source et transmetteur) peut être installée loin de l'avant du véhicule et donc est plus protégée en cas d'accident. Lorsqu'il est nécessaire de lier un boîtier à un élément optique (lentille ou transmetteur élémentaire ou tronc de cône), cela peut être réalisé par collage. Les boîtiers, bâtis, ailettes peuvent être réalisés en plastique. Un ensemble de collecteurs (ou diffuseurs) élémentaires tel que celui de la figure 7 peut être inséré dans un cadre métallique ou plastique voire en bois du même type que ceux utilisés pour confectionner une fenêtre classique. REVENDICATIONS 1) Dispositif permettant de collecter, véhiculer, et de diffuser de la lumière, caractérisé en ce qu'il comporte un panneau de collecteurs élémentaires (12) qui concentre la lumière qu'il reçoit vers l'entrée d'un transmetteur multiple (13) qui véhicule ila lumière jusqu'à un panneau de diffuseurs élémentaires (14) qui répartit la lumière qu'il a reçu du transmetteur multiple. 2) Dispositif pour éclairer caractérisé en ce qu'il comporte un panneau de collecteurs élémentaires (12) qui concentre la lumière qu'il reçoit vers l'entrée d'un transmetteur multiple (13). La sortie du transmetteur multiple est alors utilisée directement, sans panneau de diffuseurs élémentaires, pour éclairer. 3) Dispositif pour éclairer caractérisé en ce qu'il comporte un transmetteur multiple(13) et un panneau de diffuseurs élémentaires (14). Le transmetteur multiple est utilisé directement, sans panneau de collecteurs élémentaires, pour transmettre de la lumière qui est émise directement en face de son entrée. 4) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisé en ce que chaque collecteur du vanneau de collecteurs élémentaires comporte des éléments mécaniques (7, 8, 10) permettant de modifier sa position par rapport à la source de lumière; ou en ce que chaque diffuseur du panneau de diffuseurs élémentaires comporte des éléments mécaniques permettant de modifier la direction de la lumière qu'il émet. 5) Dispositif selon les revendications 1 ou 2 ou 3 caractérisé en ce qu'une parabole réfléchissante (fig. 4 et fixa. 5) est utilisée comme collecteur (ou diffuseur) élémentaire. 6) Dispositif selon les revendications 1 ou 2 ou 3 caractérisé en ce qu'une lentille convergente (fig.l et fig. 2) est utilisée comme collecteur (ou diffuseur) élémentaire. 7) Dispositif selon les revendications 1 ou 2 ou 3 caractérisé en ce qu'un tronc de cône aux parois réfléchissante (fig. 3) est utilisé comme collecteur (ou diffuseur) élémentaire. Le cône peut hêtre de section quelconque, circulaire, elliptique, polygonale. 8) Dispositif selon les revendications 1 ou 2 ou 3 caractérisé en ce qu'un mécanisme (fig. 9) permet d'éteindre ou de moduler la lumière diffusée. 9) Dispositif selon les revendications 1 ou 2 ou 3 caractérisé en ce qu'un dispositif (fig. 10) permet de réduire le transmetteur multiple en un transmetteur élémentaire sur une bonne partie de sa longueur. 10) Dispositif selon les revendications 1 ou 2 ou 3 caractérisé en ce qu'il est utilisé comme bloc optique dans une voiture pour lui fournir ses différents feux.