Brevet FR2748794A1 — publié le 19971121

A SYSTEME D'ECLAIRAGE MAIN LIBRE COMMANDE PAR LA BOUCHE La présente invention concerne un système d'éclairage main libre, et plus particulièrement un système d'éclairage destiné à être commandé par la bouche. Les systèmes d'éclairage à commande par la bouche sont utilisés dans le domaine aéronautique, o on les fixes sur les casques des pilotes ou du personnel naviguant. Au cours des vols de nuit, il permettent par exemple l'éclairage du poste de pilotage, la lecture de cartes, la visualisation d'instruments mal éclairés, ou encore des interventions dans des zones sombres comme les soutes de l'aéronef. Pour que de tels systèmes d'éclairage soient pratiques à l'emploi, un simple mouvement de la bouche, en particulier un mouvement de la lèvre inférieure, doit permettre sans effort de mettre en service l'éclairage. Pour cette raison, les systèmes d'éclairage classiques commandés par la bouche sont généralement équipés d'interrupteurs à commande momentanée bien connus de l'homme de l'art sous le nom de "microswitchs", qui présentent l'avantage de pouvoir être commutés avec un faible effort. Rappelons qu'un interrupteur à commande momentanée comporte une lame porte-contacts montée sous la contrainte dans une première position bombée, la lame pouvant basculer dans une deuxième position sous l'effet d'une poussée appliquée par l'intermédiaire d'un organe de commande. Ainsi, l'effort qu'exerce l'utilisateur avec sa lèvre sur l'organe de commande sert simplement à faire basculer la lame, le contact électrique entre des plots de contact internes de l'interrupteur étant assuré par l'élasticité de la lame. Comme autre avantage, le basculement de la lame produit un déclic caractéristique 2 2748794 accompagné d'un effet tactile dû au relâchement de la contrainte élastique. Enfin, on trouve dans le commerce des modèles d'interrupteurs à commande momentanée équipés de leviers réduisant encore plus l'effort de commande, qui peut alors descendre en dessous des 10 grammes. En contrepartie, les interrupteurs à commande momentanée présentent l'inconvénient de ne pas permettre le verrouillage de l'éclairage, la lame porte-contacts revenant à sa position initiale lorsque l'organe de commande est relâché. L'utilisateur est ainsi contraint de maintenir sa lèvre en appui sur l'interrupteur pendant les périodes d'utilisation. Pour cette raison, d'autres systèmes d'éclairage classiques à commande par la bouche sont équipés d'interrupteurs à verrouillage ou interrupteurs dits "poussés-poussés" (push switchs). Bien que permettant le verrouillage de l'éclairage, les interrupteurs à verrouillage présentent toutefois l'inconvénient de ne pas être ergonomiques. En effet, l'organe de commande d'un interrupteur à verrouillage, en général un bouton poussoir, présente une position enfoncée et une position relâchée de sorte que la distance que doit parcourir la lèvre pour atteindre le bouton poussoir n'est pas la même pour le verrouillage ou le déverrouillage de l'éclairage. Cet inconvénient est particulièrement sensible à l'usage quand l'utilisateur essaie de régler la distance entre sa bouche et le bouton poussoir de manière que ce dernier soit suffisamment éloigné pour ne pas l'empêcher de parler tout en étant suffisamment proche pour ne pas nécessiter un étirement excessif de la lèvre au moment de la commande. De plus, un autre inconvénient des interrupteurs à verrouillage est de nécessiter un effort de commande important, qui dans le meilleur cas est de l'ordre des 100 grammes. Cela s'explique par le fait que le contact électrique entre des plots de contact internes 3 2748794 d'un interrupteur à verrouillage est assuré par des ressorts, de sorte que l'effort à exercer sur le bouton poussoir pour l'amener dans la position enfoncée doit vaincre la résistance des ressorts. Pour pallier ce5 deuxième inconvénient, on pourrait équiper un interrupteur à verrouillage d'un levier, comme on le fait avec les interrupteurs à commande instantanée, mais cela aggraverait l'inconvénient ergonomique susmentionné puisque le levier amplifierait les écarts entre la10 position enfoncée et la position relâchée. Ainsi, l'objectif général de la présente invention est de prévoir un système d'éclairage commandé par la bouche qui puisse être verrouillé tout en étant ergonomique.15 Plus particulièrement, la présente invention vise les avantages suivants: - un faible effort sur l'organe de commande de l'éclairage, par exemple de l'ordre de 10 à 60 grammes, - le maintient de l'éclairage lorsque l'utilisateur relâche l'organe de commande, - une distance constante entre l'organe de commande et la lèvre, que l'éclairage soit enclenché ou non. Ces objectifs sont atteints grâce à un système d'éclairage destiné à être commandé par la bouche, comprenant des moyens d'éclairage et des moyens interrupteurs pour verrouiller ou déverrouiller l'éclairage, dans lequel les moyens interrupteurs comprennent un interrupteur faible effort à commande momentanée couplé électriquement avec un interrupteur électronique bistable, l'éclairage étant verrouillé par l'interrupteur électronique bistable, l'interrupteur électronique bistable étant commandé par l'interrupteur à commande momentanée. L'interrupteur électronique bistable peut être réalisé simplement, par exemple au moyen d'une bascule D. 4 2748794 Selon un mode de réalisation, l'interrupteur électronique bistable commande les moyens d'éclairage par l'intermédiaire d'au moins un transistor. Selon un mode de réalisation, l'interrupteur à commande momentanée et les moyens d'éclairage sont agencés dans un premier boîtier d'éclairage, et l'interrupteur électronique bistable agencé dans un deuxième boîtier. Selon un mode de réalisation, le boîtier d'éclairage est monté à l'extrémité d'une tige flexible. L'autre extrémité de la tige flexible peut comporter des moyens de fixation agencés pour pouvoir être montés coulissants sur un bras de microphone. Selon un mode de réalisation, le système comprend des moyens d'éclairage dans le visible, des moyens d'éclairage dans l'infrarouge et un interrupteur général à trois positions permettant de choisir entre une position d'éclairage dans le visible, une position d'éclairage dans l'infrarouge, et une position de mise hors service de l'éclairage. Ces caractéristiques, avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détails dans la description suivante d'un exemple de réalisation particulier d'un système d'éclairage selon l'invention pour casque de pilotage d'aéronef, en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: - la figure 1 représente un casque de pilotage d'aéronef équipé d'un microphone et d'un système d'éclairage selon l'invention, - la figure 2 représente plus en détail le microphone et le système d'éclairage de la figure 1, - la figure 3 représente par une vue de profil une partie un boîtier d'éclairage selon l'invention et son organe de commande, et 2748794 - la figure 4 est le schéma électrique d'un système d'éclairage selon l'invention. La figure 1 représente un casque de pilotage d'aéronef 1 équipé d'un microphone 2 et d'un système d'éclairage 3 selon la présente invention. La figure 2 représente plus en détails le microphone 2 et le système d'éclairage 3. Le système d'éclairage 3 selon l'invention comprend un boîtier d'éclairage 30 équipé de façon classique de deux diodes LED vertes 31 et une diode LED infrarouge 32 prévue pour les vols avec lunettes de vision nocturne. Le boîtier d'éclairage 30 est monté à l'extrémité d'une tige flexible 33 dont l'autre extrémité est fixée sur la partie distale 21 d'un bras 22 portant le microphone 2. Ici, la partie distale 21 du bras du microphone comprend deux barres parallèles 21-1, 21-2 sur lesquelles est montée coulissante une pièce de fixation 34 de la tige flexible 33, la position de la pièce de fixation 34 pouvant être bloquée par une vis de serrage. A l'extrémité de la tige flexible 33, le boîtier d'éclairage 30 présente une forme allongée sensiblement incurvée de manière à épouser la forme arrondie du microphone 2. Comme on le voit sur la figure 3, le boîtier d'éclairage 30 comprend un interrupteur 35 du type faible effort à commande momentanée dont l'organe de commande 36 est un levier 36-1 agissant sur un poussoir 36-2. De façon classique, le levier 36-1 prend la forme d'une languette métallique ou plastique orientée vers la bouche du pilote. Grâce à la tige flexible 33, à la pièce de fixation coulissante 34 et à la forme particulière du boîtier d'éclairage 30, le boîtier d'éclairage 30 peut être disposé au plus près du microphone 2 de manière que le levier 36-1 soit facilement accessible. L'interrupteur est par exemple un microswitch de la série "Subminiature micro switch series SM" commercialisée par 6 2748794 la société ZIPPY, pouvant être commuté avec un effort de l'ordre de 30 grammes. Selon l'invention, l'interrupteur 35 est combiné avec un interrupteur électronique bistable, dont un exemple de réalisation sera décrit plus loin en relation avec la figure 4. La fonction de l'interrupteur bistable est de mémoriser, c'est-à-dire verrouiller, l'état du système d'éclairage après que l'interrupteur 35 a été actionné. Ainsi, lorsque l'utilisateur pousse le levier 36-1 avec sa lèvre (ou sa langue), l'éclairage est enclenché et le levier peut être relâché. Pour éteindre le boîtier d'éclairage 30, l'utilisateur doit actionner à nouveau le levier 36-1. Grâce à une telle combinaison d'une fonction d'enclenchement mécanique et d'une fonction de verrouillage électronique, l'utilisateur bénéficie des avantages de l'interrupteur à commande momentanée, déjà exposés au préambule (faible effort, distance entre le levier 36-1 et la bouche de l'utilisateur constante, effet de déclic, effet tactile), tout en bénéficiant, virtuellement, des avantages des interrupteurs à verrouillage. Ici, la fonction électronique est reportée dans un deuxième boîtier 37 fixé sur la partie proximale 24 du bras 21 du microphone, le boîtier 37 étant relié par un câble électrique 38 au boîtier d'éclairage 30. Ce deuxième boîtier 37 est en outre équipé d'un interrupteur général 39 à trois positions permettant de choisir entre une position d'éclairage dans le visible (diodes vertes), une position d'éclairage infrarouge (diode rouge) et une position de mise hors service dans laquelle une action sur le levier 36-1 ne déclenche pas l'éclairage. La figure 4 représente le schéma électrique du système d'éclairage 3 selon l'invention. Le circuit électronique bistable est ici réalisé au moyen d'une 7 2748794 bascule D référencée 40, dont la sortie inversée /Q est ramenée sur l'entrée de commande D. L'entrée d'horloge CLK de la bascule D est attaquée par la sortie de l'interrupteur à commande momentanée 35, dont l'entrée reçoit une tension Vcc d'alimentation du système. Ainsi, quand l'utilisateur exerce avec sa lèvre une pression sur le levier 36-1, l'entrée CLK reçoit une impulsion de tension qui fait changer l'état de la bascule D, la sortie Q passant alternativement à la valeur 1 (Vcc) ou 0 (masse) selon l'état précédent de la bascule. Pour mettre en forme l'impulsion de tension, l'entrée CLK est connectée à la masse par une résistance "tire-bas" (ou résistance de "pull down") R1 de forte valeur en parallèle avec un condensateur Ci, et à la tension Vcc par une résistance "tire-haut" (ou résistance de "pull up") R2 également de forte valeur. Les résistances R1 et R2 sont par exemple de 10 KQ et 100Kn, respectivement La sortie Q de la bascule D est appliquée sur une borne d'entrée 39-1 de l'interrupteur général 39 à trois positions. L'interrupteur 39 présente trois bornes de sortie 39-2, 39-3, 39-4 correspondant respectivement aux trois possibilités susmentionnées: éclairage dans le visible (vert), éclairage hors service, éclairage dans l'infrarouge. La borne 39-2 attaque la base d'un transistor 41 de commande des diodes vertes 31, par l'intermédiaire d'une résistance tire- bas R3 de forte valeur et d'une résistance tampon R4. La borne 39-3 n'est pas connectée. La borne 39-4 attaque la base d'un transistor 42 de commande de la diode infrarouge 32, par l'intermédiaire d'une résistance tire-bas R5 de forte valeur et d'une résistance tampon R6. Les diodes LED vertes 31 et la diode infrarouge 32 reçoivent sur leurs cathodes la tension d'alimentation Vcc et leurs anodes sont reliées par l'intermédiaire de résistances tampon R7, R8, R9 aux collecteurs des transistors 41, x 2748794 respectivement 42, dont les émetteurs sont connectés à la masse. Ainsi, par exemple, lorsque l'interrupteur général 39 est en position d'éclairage dans le visible et que l'utilisateur actionne momentanément le levier 36-1 de l'interrupteur faible effort 35, la sortie Q de la bascule D passe à 1 et rend le transistor 41 passant, les diodes vertes 31 étant ainsi alimentées. Pour éteindre les diodes 31, l'utilisateur doit actionner à nouveau l'interrupteur 35 de manière que la sortie Q passe à 0. Comme on l'a déjà indiqué, ces divers éléments électroniques sont disposés dans le boîtier 37 de la figure 2, à l'exception de l'interrupteur 35 et des diodes 31, 32 qui sont solidaires du boîtier d'éclairage 30. Par ailleurs, le boîtier 37 peut contenir des accumulateurs qui assurent l'alimentation en tension Vcc. Il va de soi que la présente invention n'est pas limitée à la réalisation d'un système d'éclairage pour casque de pilotage d'aéronef. En raison des avantages ergonomiques que procure le système selon l'invention, d'autres applications peuvent être envisagées, notamment la réalisation de systèmes d'éclairage pour les personnes handicapées, la réalisation de systèmes de télécommande infrarouge main libre utilisables par les personnes handicapées, dans le domaine de la chirurgie pour la mise en route de certains appareillages (respiratoires, générateurs lasers,...) au cours d'une opération, dans le domaine industriel, etc. Également, la présente invention peut être appliquée à la réalisation de systèmes de visée, les diodes décrites précédemment étant remplacées par une ou plusieurs diodes lasers. Ainsi, dans la présente demande de brevet, le mot "éclairage" doit être compris comme désignant de façon générale l'émission d'un faisceau lumineux, que ce faisceau lumineux soit destiné à éclairer des objets, commander un appareillage, ou désigner un objectif. 9 2748794 REVENDICATIONS 1. Système d'éclairage (3) destiné à être commandé par la bouche, comprenant des moyens d'éclairage (31, 32) et des moyens interrupteurs (35, 40, 41, 42) pour verrouiller ou déverrouiller l'éclairage, caractérisé en ce que les moyens interrupteurs comprennent un interrupteur faible effort à commande momentanée (35) couplé électriquement avec un interrupteur électronique bistable (40), l'éclairage étant verrouillé par l'interrupteur électronique bistable (40), l'interrupteur électronique bistable étant commandé par l'interrupteur à commande momentanée (35). 2. Système d'éclairage selon la revendication 1, dans lequel l'interrupteur électronique bistable comprend une bascule D (40). 3. Système d'éclairage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'interrupteur électronique bistable commande les moyens d'éclairage (31, 32) par l'intermédiaire d'au moins un transistor (41, 42). 4. Système d'éclairage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'interrupteur à commande momentanée (35) et les moyens d'éclairage (31, 32) sont agencés dans un premier boîtier d'éclairage (30) et l'interrupteur électronique bistable (40) agencé dans un deuxième boîtier (37). 5. Système d'éclairage selon l'une des revendications précédentes, comprenant un boîtier d'éclairage (30) monté à l'extrémité d'une tige flexible (33). 3o 6. Système d'éclairage selon la revendication 5, dans lequel l'autre extrémité de la tige flexible (33) W 2748794 comporte des moyens de fixation (34) agencés pour pouvoir être montés coulissants sur un bras (21, 22) de microphone (2). 7. Système d'éclairage selon l'une des revendications précédentes, comprenant des moyens d'éclairage dans le visible (31), des moyens d'éclairage dans l'infrarouge (32) et un interrupteur général (39) à trois positions (39- 2, 39-3, 39-4) permettant de choisir entre une position d'éclairage dans le visible, une position d'éclairage dans l'infrarouge, et une position de mise hors service de l'éclairage. 8. Système d'éclairage selon la revendication 7, comprenant au moins une diode LED verte (31) et une diode LED rouge (32). 9. Système d'éclairage selon l'une des revendications précédentes, comprenant un boîtier d'éclairage (30) présentant une forme allongée sensiblement incurvée de manière à épouser la forme arrondie d'un microphone (2). 10. Casque de pilotage d'aéronef (1), comprenant un système d'éclairage selon l'une des revendications précédentes.