Brevet FR2280938A1 — publié le 19760227

L'invention concerne un module d'affichage pour la visualisation de caractères faisant partie d'un ensemble donné, par exemple lettres de l'alphabet, chiffres en système décimal, etc..., l'invention s'étend à un dispositif d'affichage réalisé à partir de plusieurs modules et permettant de visualiser simultanément plusieurs caractères. Les modules d'affichage courants actuellement disponibles sur le marché sont de petites tailles, les caractères visualisés ne dépassent jamais 20 millimètres de hauteur. A partir d'un certain seuil dimensionnel, la plupart de ces modules présentent, en effet, des inconvénients spécifiques qui les rendent, soit irréalisables, soit inutilisables sur le plan pratique. Par exemple, certains modules sont dotés d'une pluralité de filaments à la forme des caractères à visualiser selon le signal de commande reçu à ltentrée du module, l'un ou l'autre des filaments est chauffé par voie électrique et rendu lumineux. Le principal inconvénient de ce type de module réside dans sa faible fiabilité provenant de la fragilité des filaments qui, à partir d'une certaine longueur, grillent fréquemmment de plus, ces modules sont le siège d'une consommation notable d'énergie électrique. D'autres modules comprennent plusieurs segments constitués par des diodes luminescents, qui sont combinées selon le signal de commande reçu pour former le caractère à visualiser. Ces diodes de dimensions réduites ne se prêtent pas à une augmentation notable des dimensions du module et la taille possible des caractères est actuellement limitée à 15 à 20 mm environ pour ce type de module. Par ailleurs, un principe d'affichage connu consiste à utiliser des tubes à gaz électroluminescents comprenant des électrodes qui ont été modelées à la forme des caractères à visualiser ; ces électrodes sont placées les unes dErrière les autres dans le tube et, selon le signal de commande reçu, l'une d'entre elles est excitée pour devenir luminescente et permettre une lecture du caractère correspondant. Toutefois, ces tubes présentent de graves inconvénients qui en limitent considérablement l'intéret. En particulier leur alimentation est nécessairement réalisée en haute tension, ce qui implique un système de commutation complexe et onéreux. De plus, les électrodes non excitées restent nettement visibles et leur superposition brouille la vision de l'électrode luminescente et rend la lecture difficile. La présente invention vise à pallier les défauts des dispositifs existants et à fournir un nouveau module d'afficha- ge dont le format ne soit limité par aucune contrainte, de sorte que la taille des caractères visualisés puisse être adaptee, selon l'application envisagée, à la distance à laquelle ils sont appelés à être observés. Un autre objectif de l'invention est de fournir un module dont les caractères sont parfaitement visibles dans un angle d'incidence très large. Un autre objectif est de fournir un module doté d'un système de sécurité apte à déceler les éventuels défauts. A cet effet, un module d'affichage pour la visualisation des caractères d'un ensemble donné comprend une pluralité de segments géométriquement agencés les uns par rapport aux autres pour former des combinaisons présentant, chacune, la forme d'un caractère de l'ensemble ; selon l'invention, chaque segment est réalisé par un élément en un matériau conducteur de la lumière, ayant une face apparente et au coeur duquel une source lumineuse associée est apte à -diffuser une onde lumineuse. Les sources associées à chaque élément conducteur de la lumière sont raccordées à des moyens d'alimentation électriques commandés par des moyens de commutation appropriés recevant les signaux électriques à visualiser. Les éléments conducteurs de la lumière peuvent être très simplement constitués par des plaquettes en matière synthétique transparente dont un champ forme la face apparente il est possible, sans aucune difficulté, d'attribuer à ces platettes des dimensions importantes permettant de former des caractères de grands formats visibles de très loin. En outre, chaque segment étant situé dans un même plan frontal, les caractères formés sont visibles sous une incidence presque rasante. Le sources lumineuses sont, de préférence constituées par de petites ampoules électriques qui bénéficient d'une excellente fiabilité, les moyens d'alimentation étant formés par une source électrique de basse tension. Le module bénéficie ainsi d'une grande robustesse et d'une structure simple qui en abaisse le prix de revient. Le nombre de segments que comporte le module est adapté à 1ensemble des caractères à visualiser ; pour des chiffres en système décimal, ce nombre est égal à sept, cependant que pour un système alpha-numérique, il sera égal à treize. L'invention s'étend à un dispositif d'affichage pour la visualisation simultanée de plusieurs caractères ; ce dispo- sitif comprend plusieurs modules tels que ci-dessus décrits, assujettis côte à cate à un chassis. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention se dégageront de la description qui suit, en regard des dessins annexés, lesquels, description et dessins1 ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Sur ces dessins - la figure 1 est un schéma en perspective éclatée d'un module conforme à l'invention ; - la figure 2 est une coupe de détail de ce module, - la figure 3 est un schéma des circuits électriques dudit module, - la figure 4 est un schéma d'un système de sécurité susceptible d'équiper ce module, - enfin les figures 5 et 6 présentent un dispositif d'affichage à plusieurs modules. Le module représenté à titre d'exemple à la figure 1 se compose d'une platine 1 en matière synthétique dans laquelle sont assemblés sept guides de lumière formés par des plaquettes 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8 en matière synthétique du type "Plexiglass". Ces plaquettes sont agencées comme le schématise la figure 1 de sorte qu'en les combinant, les dix chiffres de O à 9 puissent etresreprésentés. La longueur des plaquettes est choisie selon l'application envisagée ; pour la visualisation devant un groupe de quelques dizaines de personnes, chaque plaquette pourra présenter une longueur de l'ordre de 60 mm, les chiffres formés ayant 120 mm environ de hauteur. Chaque plaquette en plexiglassest percée d'une alvéole dans laquelle est logée une petite ampoule ; en l'exemple représenté, les alvéoles débouchent sur le champ inférieur de chaque plaquette et les ampoules telles que 9 sont assujetties sur un support de circuit imprimé 10 qui porte les composants électroniques du module. En outre, un bottier ferme le module à sa partie arrière. I1 convient de noter qu'il est ainsi très facile de changer une plaquette en cas de défaut. On a représenté à la figure 2 une des plaquettes en coupe longitudinale par un plan axial. A l'exception de la ra- ce frontale apparente 11, les faces de chaque plaquette sont recouvertes, d'une part, d'une couche réfléchissante 13 qui renvoie les rayons lumineux vers l'intérieur de la plaquette, d'autre part, d'une couche anti-reflet 14, noire ou sombre, de sorte que les rayons lumineux sortent tous par la face frontale 12 de la plaquette sans perte de luminosité, par les autres faces, vers les autres plaquettes ou vers l'extérieur. De la sorte l'éclairage d'une ampoule engendre, après propagation de l'onde lumineuse dans le matériau, un rayonnement intense de la face frontale de la plaquette correspondante, qui se présente ainsi en contraste très net par rapport aux plaquettes non illuminées. On conçoit que, dans ces conditions, la lecture des chiffres soit facile quel que soit l'angle d'incidence et le chiffre illuminé. Les circuits électriques de commutation et d'alimentation des ampoules présentent une structure très simple, dont un exemple est donné à la figure 3 ; ceux-ci se composent d'un décodeur 15 de type classique, adapté pour transformer les signaux binaires qu'il reçoit en signaux d'affichage. Le décodeur possède sept sorties telles que 15 correspondant chacune à un segment. Chaque sortie est raccordée à la base d'un transistor conducteur 16 par l'entremise de résistances de couplage 17 le collecteur du transistor est relié au pôle positif d'une source de basse tension cependant que son émetteur est branché sur une borne de l'ampoule, l'autre étant raccordée au p8le négatif de la source de basse tension. Ainsi en l'absence de signal dans une sortie du décodeur, le transistor correspondant se trouve dans un état de non conduction et l'ampoule non alimentée n'émet aucun rayonnement lumineux ; lorsqu'un signal apparatt, le transistor devient conducteur et l'ampoule illumine le segment correspondant. Un te ensemble bénéficie d'un coût réduit et d'une grande fiabilité. Pour augmenter encore celle-ci, il est possible d'y adjoindre un système de sécurité adapté pour déceler les défauts qui pourraient survenir. Ce système comprend des circuits de détection de défauts, tels que circuit 18 schéma tisé à la figure 4, associés à chaque plaquette 2a et sortie correspondante 15a du décodeur. Un tel circuit comprend un comparateur 19 dont une entrée est reliée à la sortie considérée 15a du décodeur et l'autre à une cellule photosensible 20 associée à la plaquette correspondante 2a ; cette cellule peut être logée dans une alvéole ménagée à cet effet dans cette plaquette de façon à détecter la présence ou l'absence d'onde lumineuse dans la plaquette. A sa sortie 21, le comparateur délivre un signal de commande vers des moyens de signalisation, en cas de présence d'un signal à une de ses entrées et d'absence de signal à l'autre. Ainsi si les circuits de commutation et d'alimentation de l'ampoule se trouvent défectueux ou si cette ampoule est elle-même détériorée, la présence d'un signal à la sortie du décodeur en l'absence d'éclairement de la plaquette correspondante sera immédiatement détectée. Pour visualiser des informations à plusieurs chiffres, plusieurs modules du type ci-dessus décrit sont assujettis côte à cdte sur un chassis. I1 est bien entendu que ce chassis peut présenter des formes très diverses ; en l'exemple des figures 5 et 6, il est constitué par un cadre-support 22 pourvu de retours 23 et 24 qui forment glissière pour les modules. Ce cadre peut être équipé en face frontale d'un cache transparent 25 de teinte neutre qui améliore la présentation de l'ensemble et rend les segments non illuminés totalement invisibles ; à l'arrière, les entrées des décodeurs sont branchées sur une barrette de raccordement 26 qui permet de brocher les prises par lesquelles arrivent les signaux en binaire à visualiser. Les modules conformes à l'invention et les dispositifs de visualisation formés au moyen de ceux-ci combinent un certain nombre d'avantages qui les rendent extremement intéressants dans un grand nombre d'applications ; ces avantages peuvent se résumer ainsi - possibilité de bénéficier de caractères en grand format pour une observation à distance - vision nette dans un angle très large, même en plein jour - facilité de dépannage - possibilité de bénéficier d'une détection automati que des défauts ; - consommation modeste - prix de revient modique - possibilité de bénéficier d'une alimentation en basse tension. Ils peuvent être utilisés en laboratoire notamment branchés à la sortie d'appareillages de mesure, dans les entreprises industrielles, en particulier pour surveiller à distance le fonctionnement de machines, dans un but dictatique pour mettre en évidence devant un groupe les résultats d'une expérience, etc... Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède mais en comprend toutes les variantes à la portée de l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Module d'affichage pour la visualisation des caractères d'un ensemble donné, tels que chiffres ou lettre ; en vue de traduire des signaux électriques, ce odule comprenant une pluralité de segments géométriquement agencés les uns par rapport aux autres pour former des combinaisons présentant chacune la forme d'un caractère de l'ensemble, ledit module étant caractérisé en ce que chaque segment est réalisé par un élément en matériau conducteur de la lumière ayant une face apparente et au coeur duquel une source lumineuse associée est apte à diffuser une onde lumineuse, les sources associées à chaque élément conducteur de la lumière étant raccordées à des moyens d'alimentation électriques commandés par des moyens de commutation appropriés recevant les signaux électriques à visualiser. 2 - Module d'affichage selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque élément conducteur de la lumière est constitué par une plaquette en matière synthétique transparente dont un champ forme la face apparente. -3 -Module d'affichage selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les faces de chaque élément conducteur de la lumière sont, à l'exception de la face apparente, recouvertes d'une couche réfléchissant la lumière vers l'intérieur de l'élément. 4 - Module d'affichage selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'une couche anti-reflet est disposée extérieurement sur la couche réfléchissante recouvrant les faces non apparentes de chaque élément. 5 - Module d'affichage selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4 caractérisé en ce que les sources lumineuses sont constituées par de petites ampoules électriques, les moyens d'alimentation de celles-ci étant formés par une source électrique de basse tension. 6 - Module d'affichage selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 pour visualiser des signaux codés en binaire, caractérisé en ce que les moyens de commutation comprennent un décodeur adapté pour transformer les signaux binaires en signaux d'affichage, ledit décodeur comportant un nombre de sorties égal au nombre de segments et de sources lumineuses, chaque sortie commandant l'alimentation d'une source par l'entremise d'un transistor adapté pour réaliser la commutation. 7 - Module d'affichage selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comprend un système de sécurité constitué par des circuits de détection de défauts associés à chaque segment, chaque circuit comprenant un comparateur électrique dont une entrée est reliée à la sortie du décodeur correspondant au segment considéré et l'autre à une cellule photosensible détectant la présence ou l'absence d'onde lumineuse dans ledit segment, ledit comparateur étant adapté pour délivrer un signal de commande vers des moyens de signalisation du défaut en cas de présence d'un signal à une de ses entrées et d'absence de signal à l'autre. 8 - Module d'affichage selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7 destiné à la visualisation de chiffres en système décimal, caractérisé en ce qu'il comporte sept segments formés chacun par un élément en un matériau conducteur de la lu mière. 9 - Module d'affichage selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 6 ou 7 destiné à la visualisation de lettres de l'alphabet, caractérisé en ce qu'il comporte treize segments formés chacun par un élément en un matériau conducteur de la lumière. 10 - Dispositif d'affichage pour la visualisation simultanée de plusieurs caractères d'un ensemble donné, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs modules conformes à l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, assujettis cote à côte sur un chassis.