Brevet FR2126413A1 — publié le 19721006

La présente invention concerne un procédé d'excitation d'un élément indicateur passif d'un dispositif indicateur du temps d'une montre, commandé par un signal électrique. Au cours de ces dernières années,- on a réalisé 5 des éléments indicateurs passifs qui, à la réception d'un signal électrique, changent d'état par diffusion, absorption, transmission ou polarisation de la lumière. En général, ces éléments indicateurs passifs sont très petits et leur fonctionnement ne nécessite qu'une très 10 faible énergie électrique,, de sorte qu'ils conviennent parfaitement pour des montres complètement électroniques et, en particulier, pour des montres complètement électroniques de petites dimensions. - Cependant, la plupart de ces-éléments indica-15 teurs passifs nécessitent, pour leur fonctionnement, une tension relativement élevée de sorte que l'un de leurs inconvénients est le fait qu'une légère fuite du courant d'excitation réduit leurs possibilités de fonctionnement. Toutefois, si l'on examine la caractéristique 20 de tension d'un tel élément indicateur passif, on constate qu'il existe une tension de seuil qui impose une certaine réserve à son fonctionnement. En conséquence, la présente invention concerne un procédé ou mode d'excitation d'un élément indicateur passif faisant partie des dispositifs indicateurs d'une montre et commandé 25 par un signal électrique. Ce procédé est, suivant l'invention, caractérisé par le fait que ledit élément passif est monté entre la borne de sortie d'un élément de commutation du type à deux directions et une borne dont le potentiel est tel qu'entre les deux 30 valeurs du potentiel'de sortie de l'élément de commutation à deux directions, la différence -de potentiel apparaissant sur la première sortie est suffisante pour exciter l'élément indicateur passif, et la différence de potentiel apparaissant sur la deuxième sortie n'est pas supérieure à la tension de seuil dudit élé-35 ment. A titre d'exemple, on a décrit ci-après et représenté au dessin annexé plusieurs formes de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention. La figure 1 représente un exemple de courbe 40 caractéristique type de la brillance en fonction de la tension 72 06449 2 2126413 d'un élément indicateur passif ; La figure 2 représente un exemple d'un circuit d'excitation général ; La figure 3 est un schéma destiné à expliquer 5 le principe de l'invention ; La figure 4 représente un autre exemple d'élément de commutation à deux directions ; La figure 5 représente un exemple d'application pratique ; 10 Les figures 6 et 7 représentent des circuits pratiques mis en oeuvre dans une montre. - La figure 1 représente un exemple de courbe caractéristique de la brillance en fonction de la tension qu'on trpuve généralement dans un élément indicateur passif. Sur la 15 figure 1, lâ tension appliquée à l'élément indicateur est portée en abscisses (x), dont l'origine est en 0, et la brillance de l'élément est portée en ordonnées (y). On a pris comme critère de référence (1) la valeur maximale effective de brillance de l'élément indicateur. La courbe 1 est une courbe représentant la 20 brillance en fonction de la tension et on voit que la brillance est faible entre l'origine 0 et une tension V-^. Entre la tension et une tension il se produit un changement de brillance, celle-ci passant d'une-valeur faible (état de non excitation) à une valeur élevée, (état d'excitation). Un autre exemple est. 25 représenté par' une courbe 1' dans laquelle la relation entre la tension et la brillance est l'inverse de la relation indiquée par la courbe 1. La tension est appelée la tension de seuil. En conséquence, et comme on le voit sur la figure 2, dans un.circuit série comprenant un élément indicateur 30 passif 4 et un élément de commutation 5 monté entre les bornes 2 et 3 d'une source de tension, lorsque la résistance de fuite 6 de l'élément de commutation 5 ouvert devient faible, la tension réduite qui est appliquée à l'élément indicateur 4 est supérieure à la tension de seuil , de sorte que l'élément indicateur 4 se 35 rapproche de son état d'excitation. Le montage d'une résistance shunt en parallèle sur l'élément 4, afin de compenser l'inconvénient précité n'est pas avantageux, car. si la valeur de la résistance doit être plus faible que la valeur de la résistance de fuite 6, le courant inutile augmente. 40 La figure 3 est un schéma qui représente le f 72 06449 3 2126413 principe d'un circuit d'excitation d'un élément indicateur passif selon l'invention. Une première source de tension est montée entre une borne 7 et une borne 8 tandis qu'une seconde source de tension, dont la valeur n'est j-as inférieure à la valeur de la. tension de 5 la première source, est montée entre la borne 7 et une borne 9. Un élément de commutation 11 du type à deux directions est également monté entre les bornes 7 et 8 de la première source, et un élément passif 10 est monté entre une borne commune 12 et la borne 9 delà seconde source. Des résistances de fuite 13, 14 sont 10 reliées à la borne correspondante de l'élément c^ commutation 11 à deux directions. Comme on le voit sur la figure 4r l'élément de commutation 11 de la figure 3 peut être remplacé par deux éléments de commutation 15 et 16 à une direction qui fonctionnent 15 en opposition, ou par un élément dont le fonctionnement est analogue. Lorsque la borne 12 est reliée à la borne 7 par l'élément de commutation 11, l'élément indicateur 10 est monté entre les bornes 7 et 9 et il reçoit la tension de la deuxième 20 source. Lorsque la borne 12 est reliée à la borne 8 par l'élément 11, l'élément indicateur 10 est monté entre les bornes 8 et 9 et il reçoit la différence entre les tensions des première et seconde sources. De ce fait, si l'on fait en sorte que la-valeur de la tension de la seconde source soit suffisante pour exciter l'élé-25 ment 10, et si l'on détermine la tension de la première source de manière que sa valeur soit inférieure à la tension de la deuxième source et en diffère d'une valeur choisie dans la plage qui est indépendante de l'excitation de l'élément indicateur 10 (c'est-à-dire dont la valeur ne dépasse pas le tension de seuil), 30 l'état d'excitation de l'élément 10 peut être réglé à l'aide des deux valeurs rie sortie de .l'élément de commutation 11 à deux directions. La possibilité de choisir la première source de manière que sa tension soit plus faible que la tension de la 35 deuxième source donne également la possibilité d'utiliser un élément de commutation semiconducteur comportant une résistance de fuite non linéaire pour une certaine tension, comme élément de commutation à deux directions. La figure 5 représente un exemple d'applica-40 tion pratique de l'invention. Il comprend un élément indicateur 22 72 06449 4 2126413 tel qu'un cristal liquide nématique qui constitue un élément d'indication passif. L'élément de commutation comprend un bloc constitué par un premier transistor à effet de champ, à grille isolée, à canal P, de type à enrichissement, et un second transistor à 5 effet de champ 24, à grille isolée, à canal N, du type à enrichissement. Si l'on prend comme référence le potentiel de la borne 17, on applique un premier potentiel positif sur la borne 18, et un second potentiel positif, suffisant pour exciter l'élément indicateur 22 et qui n'est pas inférieur au premier potentiel 10 positif, sur la borne 19. La différence entre le deuxième et le premier potentiel positif est choisie de manière à être plus faible que la tension de seuil de l'élément indicateur 22. Lorsqu'on donne à la borne 20 un potentiel presque égal au potentiel de la borne 17 (approximativement un 15 potentiel nul), la grille GN du transistor 24 prend un potentiel presque nul et la résistance entre la source SN et le drain DN est amenée à une valeur extrêmement élevée. Au contraire, si l'on donne à la grille GP du transistor 23 un potentiel possédant ... une certaine polarité, la résistance entre la source SP et le 20 drain DP diminue considérablement. En conséquence,.le potentiel du point de jonction commun 21 des transistors 23 et 24 devient égal au premier potentiel positif et le potentiel de l'élément indicateur 22 est presque égal à la différence entre le deuxième et le premier potentiels positifs, c'est-à-dire un potentiel plus 25 faible que sa tension de seuil, de sorte que l'élément indicateur 22 n'est pas excité. (A ce moment, si le courant qui passe de la borne 19 vers la borne 21 est supérieur au courant qui passe de la borne DN à la borne 17, le drain DP du transistor 23-prend un potentiel positif par rapport au potentiel de la b.ome 18, mais 30 du fait qu'une diode a été formée dans un premier sens entre le drain DP et le substrat Su.P, ce potentiel devient presque égal au potentiel de la berne 18). Lorsqu'on donne à la borne 20 un potentiel positif presque égal au potentiel de la borne 18, le potentiel 35 de la grille GP du transistor 23 devient presque égal à un potentiel nul et la résistance entre la source SP et le drain DP prend une valeur extrêmement élevée. Au contraire, si on applique, à la grille GN du transistor 24 un potentiel, possédant une certaine polarité, la résistance entre la source SN et le flrain DN est 40 réduite considérablement. En conséquence, le potentiel du point 72 06449 5 2126413 de connexion commun 21 des transistors 23 et 24 devient approximativement égal au potentiel de référence (potentiel nul), et le potentiel de l'élément indicateur 22 est presque égal au deuxième potentiel, de sorte que l'élément 22 est excité. comprenant deux transistors, pour la commodité dè 1 'explication:mais il va de soi que, du fait que l'élément de commutation à deux directions de la présente invention peut être constitué soit par un seul élément, soit par une combinaison d'éléments de commutaticn 10 ce dernier peut être un élément de commutation àx deux .directions tel que celui qui est représenté sur la figure 3 ou sur la figure 4 du point de vue de son fonctionnement. Les figures 6 et 7 sont des schémas dans lesquels le procédé d'excitation d'un élément indicateur selon 15 l'invention est mis en oeuvre dans une montre. On suppose que l'élément de commutation.55 à deux directions est constitué par des transistors a effet de champ, à grilles isolées complémentaires. L'élément indicateur est un cristal liquide en phase némati-que, et l'ensemble d'indication du temps comporte des chiffres 20 arabes qui indiquent les heures et les minutes sur sept segments. L'indication des secondes est effectuée par l'un des six secteurs qui scintille avec une période de 1 seconde et dont le scintillement dure 10 secondes. Le schéma synotique s'explique de la manière 25 suivante x le signal de base de temps produit par un oscillateur normal 25 est divisé en signaux d'une période de 1 seconde dans un diviseur de fréquence 26, puis divisé en signaux de 10 secondes dans un compteur 1/10,27. De plus, le signal de 10 secondes est introduit dans un compteur 1/6, 28 qui émet un signal de 1 minute 30 comme signal d'entrée de l'étage suivant. Un signal de sortie du compteur 1/6,28, est envoyé à un convertisseur 32 qui fournit un signal de sortie qui correspond à chaque secteur d'un second indicateur et il est multiplié logiquement par un signal de 1 seconde sur une borne 56, 35 puis est introduit dans les éléments d'excitation 55. Chaque secteur est connecté à un groupe 37 d'éléments d'excitation et, en conséquer.c e, chaque secteur scintille pour une position qui correspond a chaque période de 10 secondes. Un compteur l/lO, 29, émet un signal de 10 40 secondes correspondant à un signal d'entrée de 1 minute et sa 5 On a décrit ci-dessus un exemple pratique 72 06449 6 2126413 sortie est connectée à une électrode numérique de 1 minute,. 44, par un convertisseur de segment 33 et un circuit d'excitation 38. Le circuit d'excitation comprend sept éléments d-'excitation 55 qui correspondent aux sept segments. Un compteur 1/6, 30, émet 5 un signal de sortie de 1 heure correspondant a un signal d'entrée de 10 minutes. Sa sortie est connectée à une électrode numérique de 10 minutes 43, par un convertisseur de segments 34 et un circuit d'excitation 39. De plus, une sortie d'un compteur 1/12, 31, 10 dont le signal de sortie est produit par un signal d'entrée de 1 heure, est connectée à des électrodes de segments de temps 41 et 42 par un convertisseur de segments 35 et un,circuit d'excitation 40. Un commutateur 52 remet les diviseurs de fréquence et les compteurs respectifs dans leurs états initiaux, et âes commuta-15 teurs 49, 50, 51.règlent les chiffres respectifs de 1 minute, 10 minutes, 1 heure, aux valeurs voulues. Chaque fois qu'ils sont fermés, leurs valeurs sont ajoutées logiquement aux signaux de sortie du compteur de l'étage précédent, individuellement pour chaque chiffre et ils sont introduits dans les compteurs comme 20 signaux d'horloge, le compte de chaque compteur étant avancé d'un chiffre. Dans ce cas, les potentiéls des électrodes des segments sont modifiés par un groupe d'éléments de commutation à deux directions de sorte que leurs valeurs deviennent presques 25 égales à ou suivant le temps qui doit être indiqué, tandis que les électrodes communes 46, 47 qui sont disposées en face des électrodes de segments 41, 42, 43, 44 et l'électrode indicatrice 45 sont maintenues a un potentiel V^. En conséquencé, la différence de potentiel entre chaque électrode d'un segment et 30 l'électrode commune est : Vc =VH-VL Vc =VE"VL Lorsque le cristal liquide en phase nématique 35 est excité, si la tension de seuil est et si la tension suffisante pour que l'élément donne une indication est il faut que ces potentiels satisfassent aux relations suivantes : vc>voN. VC 40 72 06449 7 2126413 Du fait que, bien entendu, V -> Vu - Vc c S H E Il est possible, à l'aide de ce mode d'excitation, de produire une tension plus élevée que la tension appliquée au circuit d'excitation de l'élément indicateur, comne mentionné plus haut, afin d'obtenir des avantages tels qu'une visibilité claire du chiffre indiqué, une simplification du circuit d'excitation et une réduction de la consommation de courant électrique. La figure 7 représente un exemple de circuit survolteur qui permet d'obtenir des potentiels Y^, V^, à l'aide d'une simple pile afin de satisfaire aux conditions indiquées plus haut. Le survolteur comprend un noyau toroïdal 60 qui permet d'accroître son rendement et de réduire ses dimensions. L'oscillation est entretenue d'une façon continue par l'énergie fournie par une pile 61 à l'aide d'une bobine d'excitation excitée par un transistor 62 et d'une bobine de détection 64 polarisée par une résistance 65. Les potentiels voulus Vj_j, Vg, peuvent être obtenus par la tension oscillante en courant alternatif fournie par le bobinage secondaire 66 à l'aide d'un redresseur 67 et d'un condensateur de filtrage 68». 72 06449 8 2126413 REVENDICATION Procédé d'excitation d'un dispositif indicateur du temps, comprenant un élément indicateur passif commandé par la réception d'un signal électrique dans une montre, caractérisé en ce que ledit élément passif est monté entre la borne de sortie d'un élément de commutation (11) du type à deux directions et une borne (9) dont le potentiel est tel qu'entre les deux valeurs du potentiel de sortie de l'élément de commutation à deux directions, la différence de potentiel apparaissant sur la première sortie (8) est suffisante pour exciter l'élément indicateur passif, et la différence de potentiel apparaissant sur la deuxième sortie (7) n'est pas supérieure à la tension de seuil dudit élémerfc