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Title:
DETECTING SYSTEM ABLE TO GENERATE AN ELECTRICAL SIGNAL THAT IS REPRESENTATIVE OF A VARIATION IN LIGHT INTENSITY AND PRESSURE SENSOR INCORPORATING SUCH A DETECTING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/229438
Kind Code:
A1
Abstract:
Detecting system (1, 20) able to generate an electrical signal representative of a variation in light intensity, characterized in that it includes: - a textile element (2, 22) comprising a first group (7) of optical fibres (3) including on their peripheral surface alterations allowing light to be captured laterally in at least one capturing zone (4) of the textile element (2, 22), the optical fibres (3) of the first group (7) being grouped together into at least one bundle (5) on at least one border (6) of the textile element (2, 22); - at least one photosensitive element (8) arranged facing at least one end (9) of at least one bundle (5) of optical fibres (3) of the first group (7) and allowing an electrical signal to be generated depending on the variation in light intensity captured laterally by the optical fibres (3) in said capturing zone (4) of the textile web (2, 22).

Inventors:
BROCHIER, Cédric (39 rue Pasteur, Lyon, 69007, FR)
CHEVALIER, Delphine (825 Chemin de Burlet, Chateauneuf Sur Isere, 26300, FR)
DEFLIN, Emmanuel (1 rue des Petites Soeurs, Lyon, 69003, FR)
MORANGE, Julien (25 Chemin des Iles, Rillieux La Pape, 69140, FR)
MORETTI, Constance (12 rue Cottin, Lyon, 69009, FR)
PICOT-CLEMENTE, Jérémy (26 rue des Poiriers, Villiers Sur Tholon, 89110, FR)
Application Number:
FR2018/051398
Publication Date:
December 20, 2018
Filing Date:
June 13, 2018
Export Citation:
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Assignee:
BROCHIER TECHNOLOGIES (88 et 90 Rue Frédéric Fays, Parc Emmanuel Lenne, Villeurbanne, 69100, FR)
International Classes:
G01D5/353; D03D15/00
Domestic Patent References:
WO2000073982A12000-12-07
Foreign References:
US5339223A1994-08-16
US6788295B12004-09-07
US20160051832A12016-02-25
FR2672681A11992-08-14
Attorney, Agent or Firm:
PALIX, Stéphane et al. (Cabinet Laurent & Charras, "Le Contemporain"50 Chemin de la Bruyère, Dardilly Cédex, 69574, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Système de détection (1, 20) apte à générer un signal électrique représentatif d'une variation d'intensité lumineuse caractérisé en ce qu'il comporte :

• un élément textile (2, 22) comprenant un premier groupe (7) de fibres optiques (3) comportant sur leur surface périphérique des altérations permettant de capter latéralement la lumière au niveau d'au moins une zone de captation (4) de l'élément textile (2, 22), les fibres optiques (3) du premier groupe (7) étant regroupées en au moins un faisceau (5) au niveau d'au moins une bordure (6) de l'élément textile (2, 22) ;

• au moins un élément photosensible (8) agencé en regard d'au moins une extrémité (9) d'au moins un faisceau (5) de fibres optiques (3) du premier groupe (7) et permettant de générer un signal électrique fonction de la variation d'intensité lumineuse captée latéralement par les fibres optiques (3) au niveau de ladite zone de captation (4) de la nappe textile (2, 22).

2. Système de détection (20) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément textile (22) comporte un second groupe (27) de fibres optiques (23) comportant sur leur surface périphérique des altérations permettant d'émettre latéralement la lumière au niveau d'au moins une zone d'émission (124) agencée à proximité immédiate de la zone de captation (4) du premier groupe (7) de fibres optiques (3), les fibres optiques (23) du second groupe (27) étant regroupées en au moins un faisceau (105) au niveau d'au moins une bordure (26) de la nappe (22),

et en ce que le système de détection (20) comporte au moins une source de lumière (21) agencée en regard d'une extrémité (29) du faisceau (105) de fibres optiques (23) du second groupe (27) et permettant d'émettre un signal lumineux à l'intérieur dudit faisceau (105).

3. Système de détection (1, 20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément textile (2, 22) est un tissu comportant en chaîne et/ou en trame les fibres optiques (3) du premier groupe (7) et des fils de liage agencés en trame et/ou en chaîne.

4. Système de détection (20) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le tissu comporte en chaîne et/ou en trame les fibres optiques (23) du second groupe (27).

5. Capteur de pression (200) caractérisé en ce qu'il comporte un système de détection (1) selon la revendication 1 et :

• un second élément textile (202) comprenant un autre groupe (207) de fibres optiques (203) comportant sur leur surface périphérique des altérations permettant d'émettre latéralement la lumière au niveau d'au moins une zone d'émission (204) agencée en regard de la zone de captation (4) du premier groupe (7) de fibres optiques (3) de la nappe textile (2), les fibres optiques (203) dudit autre groupe (207) étant regroupées en au moins un faisceau (205) au niveau d'au moins une bordure (206) du second élément textile (202) ;

• une couche perméable à la lumière (210, 220) agencée entre les deux éléments textiles (2) et (202) et apte à se déformer élastiquement pour permettre un rapprochement entre les deux éléments textiles (2, 202) lorsqu'un effort est appliqué sur ledit capteur de pression (200).

6. Capteur de pression (200) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une source de lumière (221) agencée en regard d'une extrémité (209) du faisceau (205) de fibres optiques (203) dudit autre groupe (207) et permettant d'émettre un signal lumineux à l'intérieur dudit faisceau (205).

7. Capteur de pression selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche perméable à la lumière (210) est formée par une feuille de mousse.

8. Capteur de pression selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche perméable à la lumière (220) est formée par des fils de liage (230) appartenant à au moins une des deux nappes textiles (2, 202). 9. Capteur de pression selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche perméable à la lumière (220) est une couche de type tricot 3D.

10. Capteur de pression selon la revendication 5, caractérisé en ce que la source de lumière (221) émet des rayons lumineux non- visible..

11. Système de détection (30) apte à générer un signal électrique représentatif d'une variation d'intensité lumineuse caractérisé en ce qu'il comporte :

• un élément textile (32) comprenant une pluralité de fibres optiques (33) comportant sur leur surface périphérique des altérations (110, 111, 112) permettant d'émettre latéralement la lumière au niveau d'au moins une zone d'émission (134) et étant sensibles à la réflexion lorsqu'un objet (36) tend vers le contact avec lesdites altérations (110, 111, 112), les fibres optiques (33) étant regroupées à chaque extrémité (39, 49) en au moins un faisceau (115, 125) au niveau d'au moins une bordure (116, 126) de la nappe (32) ;

• au moins un élément photosensible (108) agencé en regard d'une extrémité (109) du faisceau (125) de fibres optiques (33) positionné au niveau d'une seconde lisière (126) de la nappe textile (32), ledit élément photosensible (108) permettant de générer un signal électrique fonction de la variation d'intensité lumineuse transmise par les fibres optiques (33).

12. Système de détection (30) selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une source de lumière (121) agencée en regard d'une extrémité (119) du faisceau (115) de fibres optiques (33) positionné au niveau d'une autre bordure (116) de la nappe textile (32) et permettant d'émettre un signal lumineux à l'intérieur desdites fibres optiques (33).

13. Système de détection la revendication 2 ou 12, caractérisé en ce que la source de lumière autonome (21, 121) émet des rayons lumineux dans le spectre non- visible.

Description:
SYSTEME DE DETECTION APTE A GENERER UN SIGNAL ELECTRIQUE REPRESENTATIF D'UNE VARIATION D'INTENSITE LUMINEUSE ET CAPTEUR DE PRESSION INTEGRANT UN TEL SYSTEME DE DETECTION. DOMAINE TECHNIQUE

L'invention se rapporte au domaine des systèmes de détection interprétant les variations d'intensité lumineuse et permettant de générer un signal électrique représentatif de ces variations. De tels systèmes de détection peuvent également permettre de collecter l'énergie solaire au niveau d'une surface puis de la transmettre pour la convertir en énergie électrique.

L'invention se rapporte également au domaine des capteurs de pression. Une force de pression exercée à la surface de tels capteurs peut être détectée et permet de générer un signal de commande d'un organe annexe. L'invention vise plus particulièrement les capteurs de pression intégrant des systèmes de détection permettant de générer un signal électrique représentatif d'une variation d'intensité lumineuse.

ART ANTERIEUR

De façon générale, les systèmes de détection aptes à générer un signal électrique représentatif d'une variation d'intensité lumineuse, comprennent un élément photosensible apte à transformer l'énergie solaire en énergie électrique. Certains systèmes de détection peuvent notamment intégrer des fibres optiques positionnées chacune dans une cavité ajustée aux dimensions de la fibre optique. Les déformations de la fibre optique engendrent une variation de l'intensité lumineuse transmise. Dans ce cas il est possible d'équiper l'une des extrémités de la fibre optique avec une source lumineuse et l'autre extrémité de la fibre optique avec un élément photosensible. Un tel type dispositif forme alors un capteur de pression tel que notamment décrit dans le document FR-2 672 681. Cependant, ce type de dispositif est complexe à réaliser et permet uniquement d'identifier l'intensité d'un effort à la surface de ce capteur. Il ne permet donc pas de localiser la position exacte d'application de l'effort sur la surface du capteur. Pour palier cet inconvénient, il a été également imaginé et décrit dans le document

WO 00/73982 de positionner deux tronçons de fibres optiques parallèlement à l'intérieur d'une cavité ajustée aux dimensions des deux tronçons de fibres optiques. Un premier tronçon de fibre optique est connecté à une source de lumière tandis que l'autre tronçon de fibre optique est connecté à un élément photosensible. Dans ce cas, la pression du doigt d'un utilisateur à proximité des extrémités libres des tronçons de fibres optiques permet de rapprocher ces extrémités et d'augmenter ainsi la quantité d'énergie transmise entre le premier tronçon et le second tronçon.

Cependant, ce type de capteur est complexe à fabriquer et nécessite de positionner manuellement les différentes fibres à l'intérieur de cavités. Ainsi, un tel dispositif n'est pas adapté pour générer un nombre important de zones de capture distinctes, de même que des zones de grandes dimensions et notamment supérieure à un mètre carré.

Ainsi, un objectif de l'invention est de faciliter la fabrication des systèmes de capture, des capteurs, notamment de pression, comportant des fibres optiques et aptes à générer un signal électrique représentatif d'une variation d'une intensité lumineuse.

EXPOSE DE L'INVENTION L'invention concerne donc un système de détection apte à générer un signal électrique représentatif d'une variation d'intensité lumineuse.

Il se caractérise en ce qu'il comporte :

• un élément textile comprenant un premier groupe de fibres optiques comportant sur leur surface périphérique des altérations permettant de capter latéralement la lumière au niveau d'au moins une zone de captation de l'élément textile, les fibres optiques du premier groupe étant regroupées en au moins un faisceau au niveau d'au moins une bordure de l'élément textile ; • au moins un élément photosensible agencé en regard d'au moins une extrémité du faisceau de fibres optiques du premier groupe et permettant de générer un signal électrique fonction de la variation d'intensité lumineuse captée latéralement par les fibres optiques au niveau de ladite zone de captation de l'élément textile.

Autrement dit, les fibres optiques sont agencées à l'intérieur d'un élément, textile pouvant présenter des fils annexes permettant d'assujettir dans une position prédéterminée les fibres optiques les unes par rapport aux autres. De cette manière, les fibres optiques peuvent être agencées sensiblement parallèlement les unes par rapport aux autres et présenter une cohésion facilitant leur manipulation ainsi que leur mise en place dans un dispositif annexe dans lequel le système de détection peut être positionné.

Par ailleurs, les fibres optiques comportent des altérations qui peuvent consister en un dépolissage de la surface extérieure de chacune des fibres. Ces altérations peuvent également être formées par des incisions permettant la transmission à l'intérieur des fibres optiques d'un rayon lumineux, naturel ou artificiel incident au niveau de la surface périphérique des fibres optiques. Il est également possible que les altérations soient générées par un traitement thermique ou chimique appliqué aux fibres optiques. Les fibres optiques sont alors regroupées selon au moins un faisceau au niveau d'une bordure de l'élément textile de façon par exemple à mettre en regard les extrémités des fibres optiques avec un élément photosensible, comme par exemple une photodiode. La lumière captée par la surface latérale des fibres optiques est donc transmise au niveau d'au moins une de leurs extrémités à l'élément photosensible.

Selon une variante, cet élément photosensible peut être une cellule photovoltaïque. Il est ainsi possible de réaliser des systèmes photovoltaïques intégrant une ou plusieurs de ces éléments textiles pour la production d'électricité. En pratique, tout ou partie des fibres optiques de l'élément textile peuvent être recouverte d'une couche d'enduction en matériau présentant des propriétés optiques adaptatives, notamment en fonction de l'environnement ambiant. Par exemple, il est possible de choisir des matériaux ayant la capacité de changer de coloration (couleur, opacité, transparence...) sous l'effet d'un stimulus (lumière, température, pression, taux d'humidité, etc.). Ainsi, il est par exemple possible de réaliser des dispositifs de détection d'une variation de l'environnement ambiant, comme par exemple une variation météorologique.

Selon un mode de réalisation particulier, l'élément textile peut comporter un second groupe de fibres optiques comportant sur leur surface périphérique des altérations permettant d'émettre latéralement la lumière au niveau d'au moins une zone d'émission agencée à proximité immédiate de la zone de captation du premier groupe de fibres optiques, les fibres optiques du second groupe étant regroupées en au moins un faisceau au niveau d'au moins une bordure de l'élément textile. Le système de détection peut en outre comporter au moins une source de lumière agencée en regard des extrémités du faisceau de fibres optiques du second groupe et permettant d'émettre un signal lumineux à l'intérieur du faisceau. Le système de détection peut également être couplé à une source de lumière extérieure.

En d'autres termes, l'élément textile comporte deux groupes de fibres optiques, l'un permettant d'émettre latéralement de la lumière et l'autre permettant de capter la lumière émise.

L'une des applications possibles d'un tel système de détection peut être la détection de présence. Ainsi, lorsqu'un utilisateur positionne un objet ou une partie de son corps au contact, ou à proximité immédiate, du système de détection, la lumière est réfléchie sur l'objet puis captée par le premier groupe de fibres optiques. Cette réflexion de lumière génère donc une variation d'intensité lumineuse captée par le premier groupe de fibres optiques.

Pour ce faire, la source de lumière peut utiliser un type de rayon lumineux présentant une longueur d'onde prédéterminée et par conséquent, il peut ne pas être influencé par le rayonnement extérieur tel que le rayonnement solaire ou généré par des moyens d'éclairage d'une pièce notamment. Il est également possible d'envisager l'utilisation d'un tel élément textile pour la réalisation de système de communication sans fil connue sous l'acronyme LiFi (acronyme anglo-saxon pour "Light Fidelity") basé sur l'utilisation de la lumière visible. Le principe du LiFi repose sur le codage et l'envoi de données via la modulation d'amplitude ou de fréquence des sources de lumière selon un protocole bien défini et standardisé. Ainsi, il est possible d'envoyer et/ou de recevoir des données via les zones de captation et d'émission réalisées dans l'élément textile.

En pratique, l'élément textile peut être un tissu comportant en chaîne et/ou en trame des fibres optiques du premier groupe et des fils de liage agencés en trame et/ou en chaîne.

Ainsi, les fibres optiques sont tissées avec des fils de liage qui permettent de maintenir en position les fibres optiques les unes par rapport aux autres à l'intérieur de l'élément textile. Selon une variante, tout ou partie des fils de liage peuvent être élastique.

Avantageusement, le tissu peut comporter en chaîne et/ou en trame les fibres optiques du second groupe. Dans ce cas, il est possible de positionner parallèlement et alternativement une fibre optique du premier groupe à côté d'une fibre optique du second groupe, et ce sur toute la surface du tissu.

L'invention concerne également un capteur de pression comportant un système de détection tel que précédemment décrit et :

• un second élément textile comprenant un autre groupe de fibres optiques comportant sur leur surface périphérique des altérations permettant d'émettre latéralement la lumière au niveau d'au moins une zone d'émission agencée en regard de la zone de captation du premier groupe de fibres optiques de l'élément textile, les fibres optiques de l'autre groupe étant regroupées en au moins un faisceau au niveau d'au moins une bordure de l'élément textile ;

· une couche perméable à la lumière agencée entre les deux éléments textiles et apte à se déformer élastiquement pour permettre un rapprochement entre les deux éléments lorsqu'un effort est appliqué sur le capteur de pression. Avantageusement, le capteur de pression peut être couplé à une source lumineuse extérieure ou intégrer une source lumineuse interne. Ainsi, selon un mode de réalisation, le capteur de pression peut également comprendre au moins une source de lumière agencée en regard d'une extrémité du faisceau de fibres optiques de l'autre groupe et permettant d'émettre un signal lumineux à l'intérieur du faisceau.

Autrement dit, un tel capteur de pression comporte à la fois un système de détection présentant un premier élément textile intégrant un premier groupe de fibres optiques pour capter la lumière, et un second élément textile intégrant un autre groupe de fibres optiques pour émettre la lumière à l'intérieur du capteur de pression. De préférence, le premier élément textile, la couche perméable et le second élément textile sont disposés en couche, la couche perméable étant positionnée entre les deux éléments textiles et présentant des propriétés d'élasticité de façon à permettre le retour en position de l'élément textile déplacé une fois l'effort supprimé. Ainsi, lorsqu'une personne ou un objet exerce un effort à la surface du capteur de pression, celui-ci rapproche l'une de l'autre les deux éléments textiles et améliore ainsi la transmission de la lumière. Ceci engendre alors une augmentation de l'intensité lumineuse captée par l'élément photosensible agencé à l'extrémité des fibres optiques du premier groupe. Le niveau de transparence ou d'opacité de la couche perméable peut notamment être modulé en fonction de la précision de détection que l'on souhaite donner au système. On comprend par exemple qu'une couche translucide laissera passer plus de lumière entre les deux éléments textiles lors d'un rapprochement de ces deux éléments textiles résultant d'une pression exercée sur l'une ces éléments textiles.

Par exemple, il est possible d'utiliser une couche perméable en matériau translucide comportant des charges capable de faire varier l'opacité de la couche perméable en fonction de la pression appliquée sur l'un des éléments textiles, et donc de faire varier la quantité de lumière passant entre les deux éléments textiles. En pratique, la couche perméable à la lumière peut être obtenue de différentes manières et notamment être constituée par un matériau annexe positionné entre les deux éléments textiles ou encore par un élément de l'une des éléments textiles, à savoir des fils ou une couche d'enduction.

Ainsi, selon un premier mode de réalisation, la couche perméable à la lumière peut être formée par une feuille de mousse. Dans ce cas, la feuille de mousse constitue un élément indépendant rapporté entre les deux nappes textiles ou encore une couche d'enduction de l'une des deux éléments textiles.

Selon un second mode de réalisation, la couche perméable à la lumière peut être formée par des fils de liage appartenant à au moins une des deux éléments textiles. Ces fils de liage peuvent par exemple présenter un diamètre supérieur à celui des fibres optiques du premier et/ou de l'autre groupe.

Selon un troisième mode de réalisation, la couche perméable peut être obtenue par un tissage ou tricotage de type tridimensionnel (3D) qui permet dès lors de lier les deux éléments textiles entre eux et de générer un espace creux rempli d'air entre deux fils de liage distants l'un de l'autre. L'élément textile supérieur, c'est-à-dire celle destinée à être sollicitée par un effort, est dès lors apte à se déplacer à l'intérieur de l'espace rempli d'air ménagé entre les deux fils de liage. Le tricotage ou tissage 3D peut être réalisé en utilisant des fils annexes ou en utilisant directement tout ou partie des fils de liage des fibres optiques. Selon un mode de réalisation particulier, la source de lumière peut émettre dans le spectre du visible ou non, par exemple des rayons lumineux de type infrarouge, de sorte que le rayonnement lumineux du soleil ainsi que celui d'un éclairage intérieur n'influe pas sur la variation d'intensité lumineuse détectée par l'élément photosensible. L'invention concerne également un autre type de système de détection apte à générer un signal électrique représentatif d'une variation d'intensité lumineuse. Dans ce cas, elle se caractérise en ce qu'il comporte :

• un élément textile comprenant une pluralité de fibres optiques comportant sur leur surface périphérique des altérations permettant d'émettre latéralement la lumière au niveau d'au moins une zone d'émission et étant sensibles à la réflexion lorsqu'un objet tend vers le contact avec lesdites altérations, les fibres optiques étant regroupées à chaque extrémité en au moins un faisceau au niveau d'au moins une bordure de l'élément textile ;

• au moins un élément photosensible agencé en regard d'une extrémité du faisceau de fibres optiques positionné au niveau d'une bordure de l'élément textile, l'élément photosensible permettant de générer un signal électrique fonction de la variation d'intensité lumineuse transmise par les fibres optiques.

Le système de détection peut en outre comprendre au moins une source de lumière agencée en regard d'une extrémité du faisceau de fibres optiques positionné au niveau d'une première bordure de l'élément textile et permettant d'émettre un signal lumineux à l'intérieur desdites fibres optiques. Le système de détection peut être couplé à une source de lumière extérieure.

Autrement dit, les altérations ménagées sur les fibres optiques permettent à la fois d'émettre de la lumière au niveau d'une zone d'émission, mais également de réfléchir la lumière lorsqu'un objet est positionné au contact ou à proximité des fibres optiques de manière à masquer localement la zone d'émission. Ainsi, lorsqu'un objet masque une partie de la zone d'émission des fibres, l'intensité lumineuse captée par l'élément photosensible est plus importante que lorsqu'aucun objet ne vient réfléchir la lumière émise.

De même que précédemment, la source de lumière autonome peut émettre dans le spectre visible ou non, par exemple des rayons lumineux de type infrarouge, afin de rendre le système de détection insensible à la lumière extérieure telle que la lumière solaire ou celle d'un éclairage artificiel. De même que précédemment, l'élément textile peut être un tissu comportant en chaîne et/ou en trame des fibres optiques du premier groupe et des fils de liage agencés en trame et/ou en chaîne. En outre, tout ou partie des fils de liage peuvent être élastiques. Par ailleurs, les fibres optiques peuvent également être recouvertes d'une couche d'enduction en matériau ayant des propriétés optiques adaptatives.

Bien entendu, pour l'ensemble des modes de réalisation présenté ci-dessus, la disposition de l'ensemble des fibres optiques dépendra de l'application choisie. Ainsi, un grand nombre de configuration est envisageable, comme par exemple une disposition en matrice des zones d'émission et/ou de captation, ou encore suivant un motif particulier.

En pratique, l'élément textile comprenant les fibres peut se présenter sous différentes formes, par exemple sous la forme d'une nappe textile, ou tout élément textile obtenu par exemple par un procédé de tissage, de tricotage, de broderie, de tressage, etc., et éventuellement mis en forme de manière à former une structure 3D. Une telle structure 3D peut par exemple être sous la forme d'un cylindre formant ainsi un guide de lumière.

DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées dans lesquelles :

Les figures 1 à 9 représentent schématiquement des systèmes de détection aptes à générer un signal électrique représentatif d'une variation d'intensité lumineuse générée par une source extérieure tel un éclairage ou le soleil.

Les figures 10, 11, 12, 13A et 13B représentent, quant à elles, schématiquement des systèmes de détection aptes à générer un signal électrique représentatif d'une variation d'intensité lumineuse et dans lesquelles la source de lumière est intégrée dans une même nappe textile avec les moyens de capture.

Les figures 14A, 14B et 15A, 15B représentent, quant à elles, schématiquement des capteurs de pression comportant un système de capture tel que décrit dans les figures 1 à 9. MANIERE DE REALISER L'INVENTION

Comme déjà évoqué, l'invention concerne un système de détection apte à générer un signal électrique représentatif d'une variation d'intensité lumineuse.

Un tel système de détection peut être inclus dans différents dispositifs ou capteurs. Ainsi, tel que représenté aux figures 1 à 9, de tels systèmes de détection peuvent être utilisés afin de détecter une ombre à leur surface. Pour ce faire et tel que représenté à la figure 1, le système de détection 1 comporte un élément textile, par exemple une nappe textile 2 dans ce mode de réalisation particulier, à l'intérieur de laquelle sont agencées des fibres optiques 3 permettant de capter la lumière émise par une source extérieure telle que le soleil 12 au niveau d'au moins une zone de captation de la lumière 4. De telles fibres optiques 3 présentent donc des altérations à leur surface périphérique de façon à capter latéralement la lumière. Les fibres optiques 3 appartiennent à un premier groupe et émergent de la nappe textile 2 au niveau d'une lisière 6 pour être regroupées sous la forme d'un faisceau 5.

Une extrémité 9 du faisceau 5 est alors positionnée au regard d'un élément photosensible 8 permettant de convertir en énergie électrique le rayonnement capté par les fibres optiques. Le signal électrique peut alors être transmis par voie filaire 10 à une unité de commande 11 pour générer ensuite un signal de commande pouvant être analysé, ou encore servir à commander des moyens motorisés ou encore un organe d'affichage d'informations.

Tel que représenté à la figure 2, lorsqu'un objet 13 s'interpose entre la nappe textile 2 et la source de lumière 12, une zone d'ombre est détectée par les fibres optiques 3 et il est alors possible de détecter la variation d'intensité lumineuse générée par l'objet 13. Tel que représenté à la figure 3, les fibres optiques 3 peuvent être regroupées en plusieurs faisceaux 5, 15, 25 de fibres optiques et générer ainsi différentes zones de captation 4, 14, 24 de la lumière. Ces zones sont définies grâce aux différents faisceaux 5, 15, 25 de fibres optiques et peuvent, par conséquent, être agencées parallèlement sur toute la surface de la nappe textile 2. Les différents faisceaux émergent de la nappe textile au niveau d'une lisière 6 et sont mis en regard de plusieurs éléments photosensibles 8, 18, 28 eux-mêmes connectés à une unité de contrôle. Tel que représenté à la figure 4, les fibres optiques 3 peuvent être agencées à la fois en trame et/ou en chaîne à l'intérieur de la nappe textile 2 qui est, dans ce cas particulier, un tissu. Cet agencement particulier permet alors de déterminer la position en abscisse et en ordonnée de l'ombre d'un objet projetée sur la nappe textile. Les faisceaux de fibres optiques 5, 15, 25 émergent ainsi au niveau d'une première lisière 6 tandis que les faisceaux de fibres optiques 35, 45, 55 émergent au niveau d'une seconde lisière 16 de la nappe textile. Un tel système de capture peut notamment être utilisé de façon à mesurer les déplacements d'un objet à sa surface et être inséré dans un revêtement de sol permettant de recouvrir un hall ou une salle dans laquelle des personnes sont amenées à passer ou à se déplacer.

Tel que représenté à la figure 5, les fibres optiques 3 de la nappe textile 2 peuvent présenter des altérations positionnées uniquement au niveau d'une zone de captation de la lumière 4, laquelle présentant une forme géométrique particulière. Dans ce cas, la zone de captation de la lumière 4 ne s'étend pas sur la totalité de la nappe textile 2 et est donc localisée.

De même, et tel que représenté à la figure 6, une nappe textile 2 peut présenter plusieurs zones de captation de la lumière 4, 14, 24 délimitées par des formes particulières correspondant à la position des altérations générées sur la surface périphérique des fibres optiques 3. Par suite, en utilisant par exemple trois faisceaux de fibres optiques 5, 15, 25, il est possible de réaliser, dans ce cas particulier, l'analyse de la présence ou de l'absence de l'ombre d'un objet au niveau des trois zones de captation de la lumière 4, 14, 24. Ainsi, tel que représenté à la figure 7, en utilisant plusieurs faisceaux de fibres optiques émergeant de deux lisières 6, 16 de la nappe textile 2, il est possible de réaliser une multitude de zones de captation de la lumière 4, 14, 24, 34, 44, 54 délimitées par le positionnement des altérations sur les fibres optiques. Un tel mode de réalisation permet notamment de réaliser les dispositifs de type clavier ou tout organe de commande prémuni de touches.

Enfin, dans la variante représentée à la figure 8, il est possible de réaliser au moins deux zones de captation de la lumière 4, 14 situées sur les fibres optiques émergeant au niveau d'une lisière unique 6 de la nappe textile 2. Pour ce faire, la nappe textile 2 peut être réalisée par un procédé de tissage de type Jacquard permettant de positionner à différentes profondeurs les fibres optiques en fonction de leur faisceau de connexion 5, 15. Ainsi, les fibres optiques appartenant au faisceau 5 sont affleurantes au niveau de la zone de captation 4 et peuvent être traitées de façon à générer des altérations uniquement sur les fibres optiques de ces faisceaux 5. Les fibres optiques sont ensuite positionnées au niveau de la face inférieure de la nappe textile 2 et ne sont donc pas traitées au niveau de la zone de captation 14. De même, les fibres optiques appartenant au faisceau 15 sont alors positionnées au niveau de la face supérieure de la nappe textile 2 dans la zone de captation 14, puis positionnées au niveau de la face inférieure de la nappe textile 2 dans la zone de captation 4.

Tel que représenté à la figure 9, il est également possible d'utiliser des éléments photosensibles 8,18 aptes à détecter les variations d'intensité lumineuse de chaque fibre optique appartenant à un même faisceau 5, 15 positionné en lisière de la nappe textile 2. De cette manière, l'élément photosensible présente une pluralité de pixels éclairés par une ou plusieurs fibres optiques et le traitement par un système informatisé 100 permet alors de connaître la position exacte d'un objet à la surface de la nappe textile 2, de la même manière qu'avec le système de capture illustré à la figure 4, mais avec uniquement un faisceau 5, 15 de fibres optiques au niveau de deux lisières de la nappe textile.

Tel que représenté à la figure 10, un système de capture 20 peut également comporter un second groupe 27 de fibres optiques 23 comportant des altérations à leur surface périphérique de façon à émettre de la lumière au niveau d'une zone d'émission 124. Cette zone d'émission 124 est agencée à proximité de la zone de captation 4 des fibres optiques 3 du premier groupe 7. Par ailleurs, une source de lumière 21, qui peut être autonome ou non, est agencée en regard de l'extrémité 29 d'un faisceau 105 de fibres optiques appartenant au second groupe 27. Tel que représenté, les fibres optiques 3, 23 peuvent être agencées parallèlement au niveau de la nappe textile 22 et émerger au niveau d'une même lisière 26 pour faciliter leur connexion avec d'une part, la source de lumière 21, et d'autre part, l'élément photosensible 8.

Ainsi, tel que représenté à la figure 11, lorsqu'un objet 26 est positionné à proximité ou au contact de la nappe textile 22, celui-ci réfléchit la lumière émise par les fibres optiques 23 et génère donc une augmentation localisée de la lumière captée par les fibres optiques 3. Un tel système de détection permet donc de réaliser un capteur d'objet réfléchissant 26. En effet, certains objets peuvent ne pas réfléchir la lumière émise par les fibres optiques 23 et ne sont donc pas identifiables par le système de détection. Tel que représenté à la figure 12, le système de détection 20 peut également présenter des fibres optiques présentant des altérations au niveau de leur périphérie pour émettre de la lumière visible au niveau de la nappe textile 22. Cette zone d'émission de la lumière 144 est également agencée à proximité immédiate de la zone de captation 4 et permet d'informer un utilisateur que la capture de variation d'intensité lumineuse au niveau de la nappe textile 22 a bien été réalisée par l'élément photosensible 8 et traitée par l'unité de contrôle. Ces fibres optiques éclairantes forment également un groupe 37 de fibres optiques connectées en faisceau 65 au niveau de la lisière 26 de la nappe textile 22. Ce faisceau 65 est, quant à lui, mis en regard d'une autre source de lumière générant par exemple des rayons lumineux dans le domaine du visible.

Tel que représenté à la figure 13 A, le système de détection 30 peut également être réalisé en utilisant une nappe textile 32 dans laquelle les fibres optiques 33 permettent à la fois d'émettre de la lumière au niveau de des altérations et de réfléchir la lumière lorsqu'un objet vient recouvrir la surface extérieure de la nappe textile 32. Par conséquent, chaque extrémité 39, 49 des fibres optiques 33 présente un faisceau 115, 125 agencé au niveau de lisières opposées 116, 126. L'extrémité 119 du faisceau 115 est mise en regard d'une source de lumière 121. Par ailleurs, l'extrémité 109 du faisceau 125 est mise en regard d'un élément photosensible 108 capable de détecter une variation de l'énergie lumineuse transmise par les fibres optiques et éventuellement réfléchie par un objet au niveau de la zone d'émission 134 des fibres optiques 33.

Dans une variante du mode de réalisation illustré à la figure 13 A, il est possible de remplacer la source de lumière 121 par un autre élément photosensible. Dans cette variante, le système de détection comprendra ainsi deux éléments photosensibles disposés en regard des extrémités 39, 49 de fibres optiques regroupé en faisceaux 115, 125. Ainsi, ce système offre notamment la possibilité de détecter la lumière environnante, de localiser la lumière sur la nappe textile, de déterminer une variation de la lumière, de déterminer la présence d'un objet ou l'application d'une déformation mécanique.

Tel que représenté à la figure 13B, l'objet 36 peut notamment être formé par un doigt d'un utilisateur. Un tel doigt permet alors de masquer l'altération 111 de la fibre optique 33 tandis que les altérations 110 et 112 permettent d'émettre de la lumière vers le milieu extérieur.

Tel que représenté à la figure 14 A, le système de capture 1 peut être intégré à l'intérieur d'un capteur de pression 200. Dans ce cas, un second élément textile sous la forme d'une seconde nappe textile 202 est agencé parallèlement par rapport à la nappe textile 2 du système de détection 1. Une telle seconde nappe textile 202 comporte des fibres optiques 203 appartenant à un autre groupe 207. Ces fibres optiques 203 sont aptes à émettre latéralement de la lumière grâce à des altérations de la périphérie de leur surface. Au niveau d'une lisière 206, les fibres optiques 203 sont regroupées en faisceaux 205 dont l'extrémité 209 est mise en regard d'une source de lumière 221.

Par ailleurs, une couche perméable à la lumière 210 est positionnée contre les deux nappes textiles 2, 202 de façon à permettre un rapprochement lorsqu'un effort est appliqué à la surface de l'une ou de l'autre des deux nappes textiles. Ainsi, le capteur de pression 200 est obtenu en améliorant la transmission lumineuse lorsque les deux nappes textiles sont proches l'une de l'autre. Par conséquent, la couche perméable à la lumière 210 doit présenter une élasticité pour garantir le retour en position initiale de la nappe textile qui a été déplacée. Dans d'autres variantes, la couche perméable peut être chargée en matériau opaque, apte à augmenter l'opacité de la couche perméable lorsqu'une pression est exercée sur l'une des nappes textiles.

Tel que représenté à la figure 14B, cette couche perméable à la lumière 210 peut être formée par une feuille de mousse à cellules ouverte ou fermée, apte à revenir dans sa position de repos lorsqu'aucun effort n'est appliqué à la surface de la nappe textile 202. Cette feuille de mouse peut être indépendante ou encore être une couche d'enduction de l'une des deux nappes textiles 2, 202. Par ailleurs, et tel que représenté à la figure 15 A, la couche perméable à la lumière translucide 220 peut être formée par des fils de liage 230 appartenant à au moins une des deux nappes 2, 202.

Tel que représenté à la figure 15B, un espace 231 est défini entre deux fils de liage 230 pour permettre un rapprochement entre les deux nappes textiles 2, 202 lorsqu'un effort est appliqué. Cet espacement peut par exemple être réalisé via un tissage ou tricotage 3D à l'aide de fils annexes ou des fils de liage des fibres optiques.

Il ressort de ce qui précède qu'un système de capture et un capteur de pression conformes à l'invention présentent de nombreux avantages, et notamment :

ils permettent de faciliter la fabrication de dispositifs de capture en générant de façon automatisée, telle que du tissage, une importante surface de captation ;

ils sont donc particulièrement adaptés aux environnements de grandes surfaces pour détecter un déplacement en étant agencés au sol ou sur une paroi ;

- ils peuvent se présenter sous diverses formes et présenter une interface optique de capture déportée par rapport au système électrique de conversion et notamment qui peut être de plusieurs mètres, la surface optique de capture peut par ailleurs présenter une surface gauche et être découpée à façon ;

Ils offrent la possibilité à travers un même média de combiner les fonctions détection et notification visuelle de cette détection, le capteur s 'éclairant lorsque l'information est transmise.