Brevet FR2373075A1 — publié le 19780630

La présente invention concerne l'éclairage des cristaux liquides utilisés dans les systèmes d'affichage opto-électroniques. Un systeme d'affichage a cristaux liquides est constitué par deux lames de verre renfermant un cristal liquide, le circuit déposé sur l'une de ces lames comporte un ensemble de symbole qui possede la propriété de polariser la lumière qui le traverse lorsqu'il est soumis à une tension ; un filtre polarisant permet de lire ce symbole. Ce système n'émet pas de lumière ; il contrôle seulement l'opacité du symbole. La lecture ne peut donc s'effectuer qu'a l'aide d'un éclairage. Dans la technique couramment utilisée l'éclairage artificiel est utilisé par transmission, tandis que l'éclairage par réflexion est réalisé en plaçant un miroir sur la face arrière du système. L'éclairage par transmission en lumière artificielle présente l'inconvénient de ne plus être lisible en plein soleil ou en extérieur et d'une manière générale dans les locaux fortement éclairés, en outre, la consommation en énergie de l'éclairage qui atteint quelques Watts, fait perdre une grande partie de l'avantage des cristaux liquides dont la consommation est de l'ordre de quelques milliwatts. L'éclairage par réflexion, même s'il est visible en plein soleil, présente l'inconvénient d'un angle de lecture très étroit du a la nature mne de la réflexion. A contre jour, cette lecture est rendue encore plus difficile et impossible en cas d'éblouissement. On peut egalement remarquer que si l'éclairage et llobservater ne. sont plus perpendiculaires au miroir un phénomène de diaphragme se produit, on observe une réduction de contraste, le miroir et le symbole n'étant pas dans le même plan. L'objet du dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients ; l'effet de masque que l'on observe en éclairage naturel à pour cause la différence des éclairements de l'ambiance et des symboles. Or, ces symboles ont pour propriété essentielles d'strie capable de conserver leur contraste même aux très forts éclairements, donc de rendre la lecture possible en plein soleil, quelque soit l'orientation, et même à contre jour. Le dispositif, objet de la présente invention est également compatible avec un éclairage artificiel éventuellement réglable à très bas niveaux si les conditions d'accomodation l'exige pour la lecture de nuit. Les moyens mis en oeuvre pour parvenir à ce résultat consistent à capter le maximum de flux lumineux de l'ambiance à l'aide d'un intégrateur relié optiquement à un diffuseur placé derrière le système d'affichage éclairant ainsi les symboles par transmission l'éclairement de ces derniers étant directement asservis à l'éclairement ambiant on maintient sur le symbole un contraste constant. Le diffuseur a pour but de réaliser un éclairement uniforme de tous les symboles du système d'affichage, ses dimensions et sa forme peuvent être adaptées de telle manière que l'effet de diaphragme résulte du fait que les plans et éventuellement les orientations du dispositif d'affichage et du diffuseur soient supprimés dans l'angle de lecture choisi. L'éclairage artificiel du diffuseur permet de conserver toutes les propriétés mentionnées de nuit. L'intégrateur permet de capter une partie du flux lumineux incident sous un angle solide approprié au diffuseur et dans toutes les directions. La réalisation pratique de ce dispositif peut comporter de nombreuses applications. La figure 1 montre une réalisation simple du dispositif d'éclairage zénithal. Le système d'affichage -1- est éclairé par le miroir diffusant -3éclairé par un intégrateur de lumière -2- constitué d'une matière telle que, par exemple, un verre dépoli, la lampe -4- est utilisée pour l'éclairage de nuit du miroir diffusant -3- dont la surface -4a été traitée. La figure -2- montre la réalisation d'un éclairage radial, le système d'affichage -6- est éclairé radialement par l'intégrateur -7dont le biseau ou le cône, s' il s'agit d'une pièce de révolution, -8- est dépoli, la lampe -9- pouvant éventuellement être installée pour éclairer le miroir diffusant -8- La figure -3- montre la réalisation d'un éclairage frontal, I'intégrateur de lumière -II- comporte un prisme renvoyant la lumière sur le diffuseur 12- qui peut également être un prisme dont la face -12- est dépolie, cette pièce peut sans inconvénient être de révolution et monobloc comme illustré sur la figure -3-, et assurer les fonctions décrites.La lampe -13- permet l'éclairage de nuit du système d'affichage -10 La figure -4- montre la réalisation d'une demi-sphere intégrante -15- dépolie en -16- éclairant le système d'affichage -14- visible par la partie -18- transparente de la sphère, la lampe -17- servant à l'éclairage de nuit. L'emploi de dôme, de prisme, de lentille et de conduit lumineux souple, telles que les fibres optiques permettent d'envisager d'innombrables réalisations adaptéesà des cas précis. Le dispositif d'éclairage des systèmes d'affichage à cristaux liquides, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas ou une lecture facile est nécessaire en laboratoire ou en extérieur, dans l'instrumentation de mesure numérique, dans les calculatrices, dans l'industrie pour les tableaux de commande des postes de contrôle, dans l'industrie horlogère pour les montres, pendules, et même dans la télévision, les symboles étant alors des points dont on contrôle l'opacité. REVENDZCATIONS -1- Dispositif d'éclairage des systèmes b'affichage à cristaux liquides capable d'éclairer uniformément les symboles du graphisme ou les images par transmission, caractérisé par l'emploi d'un diffuseur de lumière. -2- Le dispositif selon la revendication -1- est capable de maintenir le contraste du graphisme, quelque soit 11 intensité de la lumière ambiante ; est caractérisé par l'emplbi d'un intégrateur qui capte directement le flux incident dans un angle solide important pour le transmettre sur le diffuseur. -3- Le dispositif selon les revendications -1- et -2- peut fonctionner de nuit en éclairage artificiel, éventuellement réglable ; est caractérisé par l'emploi d'une source de lumière éclairant directement le diffuseur -4- Le dispositif d'éclairage des systèmes à cristaux liquides selon 3a revendication 3 est capable d'éclairer les symboles du graphisme par transmission et caractérisé par l'emploi d'un diffuseur de lumière solidaire de l'intégrateur de lumière, le parcours optique s'effectuant dans un milieu continu avec une ou plusieurs reflexion ; l'ensemble optique est ainsiréalisé d'une seule pièce. -5- Le dispositif suivant les revendications -3- ou -4- dans lequel la source de lumière est incorporée à l'intérieur du diffuseur -6- Le dispositif suivant ld revendication 5 réalise un éclairage coloré, le meme effet est obtenu en- interposant dans le trajet optique un filtre coloré si lton teinte dans la masse. l'intégrateur le diffuseur, la lampe d'éclairage de nuit ou l'ensemble optique de la revendication -4- de même un filtre coloré peut être placé entre les symboles du graphisme et l'observateur.