Brevet FR2458833A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne un dispositif d'affichage pour une montre électronique comportant un affi- chage optique utilisant des cristaux liquides ou une substan- ce analogue en tant que support d'affichage, et elle porte plus particulièrement sur un dispositif d'affichage dans lequel les graduations de temps sont formées de manière optique et dans lequel les graduations des heures sont éga- lement utilisées pour indiquer les secondes. On connaît des montres électroniques analogiques dans lesquelles l'élément d'affichage qui correspond aux aiguilles est constitué par un dispositif d'affichage à cristaux liquides. Dans ces montres analogiques, les gradua- tions de temps sont formées par une opération d'impression réalisée séparément par rapport au dispositif d'affichage à cristaux liquides, si bien que la position de l'aiguille par rapport aux graduations semble différente en fonction de la direction ou de l'angle d'observation, à cause de l'influence de l'épaisseur du verre. Un travail malcommode est en outre nécessaire pour ajuster la position d'impression des gradua- tions par rapport aux positions des aiguilles. L'invention a pour but de réaliser un dispositif d'affichage original pour une montre électronique dans lequel l'affichage de temps est réalisé par des aiguilles optiques à l'aide de cristaux liquides ou d'une substance analogue. L'invention a également pour but de réaliser un dispositif d'affichage pour une montre électronique compre- nant plusieurs électrodes de segment en forme de bande qui sont disposées radialement, et plusieurs éléments d'affichage optiques qui sont constitués par des électrodes communes en forme.de bandes annulaires isolées dans la direction radiale et placés de façon à faire face aux électrodes de segment, de part et d'autre d'un milieu d'affichage optique, comme une substance à cristaux liquides. Une partie des éléments d'affichage optiques correspondant à l'électrode commune la plus extérieure est conçue de façon à afficher les gradua- tions de temps, ce qui supprime la nécessité d'un ajustage de la relation entre la position de l'aiguille et celle des graduations à former, et évite la lecture erronée du temps résultant de la variation de la position apparente de l'aiguille par rapport aux graduations, sous l'effet d'une variation de l'angle ou de la direction d'observation. L'invention a également pour but de réaliser un dispositif d'affichage pour une montre électronique compor- tant la structure indiquée ci-dessus, dans lequel les gra- duations sont également conçues de façon à indiquer les secondes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: Les figures lA et 1B sont des schémas électriques d'un mode de réalisation de l'invention; La figure 2 est une vue en plan d'une configura- tion d'électrodes de segment d'un dispositif d'affichage qui fait partie du mode de réalisation représenté sur la figure 1; La figure 3 est une vue en plan d'une configura- tion d'électrodes communes du dispositif d'affichage Les figures 4 à 6 sont des schémas de parties essentielles du circuit qui est représenté sur les figures lA et 1B La figure 7 est un diagramme séquentiel des impulsions de tension qui est destiné à l'explication du fonctionnement du circuit qui est représenté sur les figures lA et 1; La figure 8 représente une configuration d'affi- chage; et Les figures 9 à 12 représentent des parties de circuit d'un autre mode de réalisation qui diffèrent du circuit qui est représenté sur les figures lA et 1B. On va maintenant considérer les figures lA et 1B sur lesquelles on voit que le signal de sortie de l'oscilla- teur à quartz 1 est divisé en fréquence par un diviseur de fréquence 2 et est appliqué à un compteur décimal 3 qui est conçu de façon à fournir un signal de sortie à la cadence d'une seconde. Le signal de sortie de report du compteur 3 est appliqué à un compteur 4 pour les secondes. Des compteurs décimaux 5 et 6, qui fournissent un signal de sortie à la cadence d'une minute et des compteurs 7 et 8 qui fournissent un signal de sortie à la cadence d'une heure comptent le temps à la réception du signal de sortie de report provenant du compteur de l'étage précédent. Ces compteurs sont conçus de façon à produire des signaux de sortie en décimal codé en binaire. Un compteur par 12, portant la référence 9, compte le temps à la réception du signal de sortie qui provient du compteur 4, et il produit un signal de sortie de report qui est appliqué au compteur 7. Un circuit générateur d'impulsions d'horloge 10 produit successivement des impulsions d'horloge sur les bor- nes P1 à P3 à la réception d'une impulsion de sortie qui provient du diviseur de fréquence 2 et qui apparatt par exemple à la fréquence de 128 Hz. L'ouverture et la ferme- ture des circuits de portes Il à 16, ayant la fonction logi- que ET, est commandée par les impulsions d'horloge mention- nées précédemment, de façon à commander la transmission des signaux de sortie des compteurs 3 à 8 aux circuits de portes OU 17 et 18. Les décodeurs 19 et 20 sont conçus de façon à convertir les codes des signaux de sortie des circuits de portes 17 et 18. Le circuit de conversion de sortie 21 est conçu de façon à modifier l'ordre de génération des signaux conformément à la valeur impaire et à la valeur paire des données de sortie du circuit de portes 18. Ces signaux de sortie sont appliqués à un circuit d'alimentation de tension de segment 22 qui est conçu de façon à sélectionner la ten- sion à appliquer aux électrodes de segment qu'on décrira ultérieurement. Une électrode commune, qu'on envisagera ultérieurement, peut recevoir sélectivement une tension provenant d'un circuit d'alimentation de tension commune 23. Les impulsions qui apparaissent de façon cyclique sur la borne de sortie P1 du générateur d'impulsions d'horloge 10 sont soumises à une division de fréquence par 2 qui est effectuée parune bascule 24, après quoi ces impulsions sont appliquées à un sélecteur de tension 25. Des tensions 0, vo, 2v et 3v apparaissent périodiquement sur les bornes respec- v 0 tives S0, S1, CO et Ci, en synchronisme avec le signal qui est appliqué au sélecteur de tension 25. La référence 26 désigne un inverseur. Les figures 2 et 3 représentent une configuration d'électrodes du dispositif d'affichage à cristaux liquides, pour l'affichage d'une aiguille. La configuration 27 d'électrodes de segment qui est représentée sur la figure 2 montre la disposition d'électrodes de segment au nombre de 60. Les électrodes de segment 27a... 27a qui portent les numéros 1 à 10 sont connectées de la manière représentée aux bornes e i-e10 d'un circuit d'alimentation de tension de segment 22. Les autres électrodes de segment sont connectées de la manière indiquée ci-après. L'ordre des électrodes de segment qu'on considère dans la description suivante est l'ordre-qui correspond au comptage des électrodes en sens d'horloge, à partir de l'électrode de segment 27a qui est connectée à la borne e1. La dixième électrode de segment 27a est connectée à la onzième électrode de segment 27a. De façon similaire, la neuvième électrode de segment est connectée à la douzième électrode. La première électrode de segment et la vingtième électrode de segment, la vingtième électrode de segment et la vingt-et-unième électrode de segment, la dix-neuvième électrode de segment et la vingt-deuxième électrode de segment, ainsi que la onzième électrode de segment et la treizième électrode de segment sont respectivement connec-- tées l'une à l'autre. Des connexions similaires sont effec- tuées jusqu'à la soixantième électrode de segment. La figure 3 représente une configuration 28 d'électrodes communes. On voit que ces électrodes sont dis- posées de façon à former une électrode commune extérieure 28a, une électrode commune intermédiaire 28b et une électro- de commune intérieure 28a, chacune d'elles étant divisée en 6 sections dans la direction circonférentielle. Des marques M1 à M2 sont formées sur l'électrode commune extérieure 28d de façon à correspondre aux heures, de 1 heure à 12 heures. Les dégagements ou rainures 28c qui séparent les sections adjacentes des électrodes communes 28a, 28b sont placés entre les dixième et onzième électrodes de segment, les vingtième et vingt et unième électrodes de segment, les trentième et trente et unième électrodes de segment, les quarantième et quarante et unième électrodes de segment, les cinquantième et cinquante et unième électrodes de segment et les soixantième et première électrodes de segment, respecti- vement, en comptant les électrodes en sens d'horloge. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides est constitué par un ensemble de sections d'affichage comprenant une substance à cristaux liquides intercalée entre les élec- trodes de segment et l'électrode commune. On ne décrira pas en détail le dispositif d'affichage à cristaux liquides, du fait qu'un tel dispositif peut facilement être fabriqué par l'homme de l'art et qu'il ne constitue pas une partie essen- tielle de l'invention. La figure 4 représente de façon détaillée le cir- cuit de conversion de sortie 21 et le circuit d'alimentation de tension de segment qui sont constitués par des circuits de commutation analogiques 44-53 comprenant des circuits de portes ET 29-38, des circuits de portes OU 39-43, des semi- conducteurs et des inverseurs 54-58. La figure 5 représente le détail du circuit de sélection de tension 25 qui est constitué par des circuits de commutation et des inverseurs similaires 75, 76. La figure 6 représente le détail du circuit d'ali- mentation de tension commune 23 qui est constitué par des circuits de portes ET 77-82, des circuits de commutation 83-92 similaires à ceux mentionnés ci-dessus, et des inver- seurs 93-97. On va maintenant décrire les états de tension dans ce mode de réalisation. En considérant la figure 5, on voit que des ten- sions v0, 2v0 et 3v sont respectivement appliquées aux bornes 1 39 14; 12e 15 et lo, 17* En outre, une tension O est appliquée aux bornes 11 et 16. Pour la clarté de l'expli- cation, on supposera que le dispositif d'affichage à cristaux liquides prend l'état éteint lorsque la tension est infé- rieure àlv 0 et qu'il s'éclaire lorsque la tension est supé- rieure àJ2v 01. Un train d'impulsions qui est représenté à la ligne A de la figure 7 est appliqué sur la borne PO de la figure 5, si bien que les circuits de commutation 67, 69, 71, 73 et 68, 70, 72, 74 sont alternativement ouverts et fermés. D'autre part, les impulsions qui sont représentées à la ligne A de la figure 7 (l'axe des abscisses représente le temps) apparaissent sur la borne Q d'une bascule 24 qui est déclenchée par l'impulsion qui apparait sur la borne P'1. De ce fait, les circuits de commutation 59, 61, 63, 65 et les circuits de commutation 60, 62, 64, 66 qui sont représentés sur la figure 5 sont alternativement ouverts et fermés pour produire deux tensions parmi les quatre ten- sions 0, vo, 2v0 et vO. Ainsi, sous l'effet de la partie b1 de l'impulsion qui est représentée à la ligne B de la figure 7, le potentiel O est maintenu sur la borne SO tandis que les tensions 2v0 et 0, 3v0 et 0, vOet 0, vO et 2v0 apparaissent alternativement sur les bornes respectives S1, CO, C1 et C2. D'autre part, sous l'effet de la partie - d'impulsion b2, la tension 3v0 apparaTt sur la borne SO et les tensions vo et 3vo, 0 et 3vo, 2v0 et 3vo, 2v0 et v0 apparaissent alternativement sur les bornes respectives S1, CO, C1 et C2. On va maintenant expliquer le fonctionnement du mode de réalisation décrit, en faisant l'hypothèse que les compteurs 3 à 8.qui sont représentés sur la figure lB viennent juste de compter 10 heures, 5 minutes et zéro seconde (exactement 10 heures 5), à titre d'exemple. Dans cet état, les compteurs 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 contiennent respectivement les valeurs 0, O, 5, O, O, 5 et 5. Pendant que les impulsions.apparaissent de façon cyclique sur la borne P1 du circuit générateur d'impulsions d'horloge 10 qui est représenté sur la figure 1A, les cir- cuits de portes 11, 14 qui correspondent à la cadence de la seconde sont ouverts, si bien que les données contenues dans les compteurs 3 et 4 et concernant les secondes sont appli- quées aux circuits de portes 17 et 18. Ainsi, la valeur logi- que "0" apparaît sur les bornes 20-22 du circuit de portes 18, si bien que les valeurs logiques "1" et "0" apparaissent respectivement sur les bornes h et h, tandis qu'une valeur logique "1" apparaît sur la borne x0 du décodeur 19. En considérant maintenant la figure 4, on notera que du fait que les sorties des circuits de portes 29, 30 prennent le niveau logique "1", le potentiel qui apparaît sur la borne SO est transmis à la borne e1. Le potentiel qui apparaît sur la borne S1 est transmis aux autres bornes e2-e 1, du fait que les circuits de commutation 47, 49... 51, 53 sont à l'état bloqué. En ce qui concerne le décodeur qui est représenté sur la figure 6, la tension qui appa- rait sur la borne C0 est transmise à la borne k du fait de la présence de la valeur logique "1" sur la borne y0. Dans cet état, du fait que la borne P3 du circuit générateur d'impulsions d'horloge 10 prend une valeur logique "0", la borne P3 prend un niveau logique "1", si bien que les cir- cuits de portes ET 77-82 sont maintenus à l'état ouvert. Ainsi, le circuit de commutation 83 est commuté à l'état conducteur si bien que la tension présente sur la borne C0 est transmise à la borne g1. La tension présente sur la borne C1 est transmise aux autres bornes-k2-k6, g2-g6. De ce fait, la différence de tension 13vo0 entre les tensions qui sont appliquées sur les bornes e1 et g1 est appliquée périodiquement au dispositif à cristaux liqui- des, si bien que la section d'affichage correspondant à l'électrode S représentée sur la figure 2 est éclairée. La tension v0 est appliquée périodiquement entre les autres électrodes, si bien que les sections d'affichage qui corres- pondent à ces autres électrodes sont maintenues à l'état éteint. On va maintenant considérer la borne P2 du circuit générateur d'impulsions d'horloge 10. L'impulsion qui appa- raît périodiquement sur cette borne P2 ouvre les circuits de portes 12 et 15, si bien que les données de sortie "5" et "0" qui proviennent des compteurs 5 et 6 sont transmises par ces circuits de portes. De ce fait, des valeurs logiques "1" apparaissent sur la borne x5 du décodeur 19 et sur la borne y0 du décodeur 20. De plus, des niveaux logiques "1" et 1"0"1 sont respectivement maintenus sur les bornes h et h. Dans ces conditions, la sortie du circuit de porte OU 41 qui est représenté sur la figure 4 passe au niveau logique "1", si bien que le circuit de commutation 48 devient conducteur pour permettre l'apparition sur la borne e6 de la tension qui est présente sur la borne SO. La ten- sion présente sur la borne S1 apparaît sur les autres bornes e1-e5 et e7-e10- Comme le montre la figure 6, la tension présente sur la borne CO apparaît sur les bornes g1, kl, tandis que la tension présente sur la borne C1 apparaît sur les autres bofnes g2-g6 et k2-k6. De ce fait, la section d'affichage qui est constituée par l'électrode de segment M connectée à la borne e6 et par les électrodes communes qui sont situées face aux bornes g1, k1 s'éclaire. On va maintenant considérer la borne P3 du cir- cuit générateur d'impulsions d'horloge. Les impulsions qui apparaissent périodiquement.sur cette borne ouvrent les cir- cuits de portes 13 et 16 pour permettre le passage par ces circuits des signaux de sortie des compteurs 7 et 8. De ce fait, la tension qui apparaît sur la borne S0 est transmise sur la borne e10 du circuit d'alimentation de tension de segment 22. Simultanément, la tension qui est présente sur la borne CO apparaît sur la borne k6 du circuit d'alimenta- tion d'électrode commune 23, tandis que la tension présente sur la borne C1 apparaît sur les aitres bornes kl-k. de ce même circuit. Lorsqu'une impulsion apparaît sur la borne P3e la sortie de circuits de portes ET 77-82 qui sont repré- sentés sur la figure 6 passe au niveau logique "0", si bien que la tension présente sur la borne Cl apparaît sur toutes les bornes g1-g66 Ainsi, la section d'affichage qui est constituée par l'électrode de segment H connectée à la borne e10 et par l'électrode commune qui est connectée à la borne k6 s'éclaire. Dans ces conditions, les sections d'affichage correspondant aux électrodes de segment H, M et S sont éclairées pour afficher 10 heures, 5 minutes, O seconde (exactement 10 heures 5). On va maintenant décrire l'opération d'affichage de la graduation de temps. Les bornes ml à m6 de l'électrode commune 28d qui est représentée sur la figure 3 sont connec- tées en commun à la borne C2 qui est représentée sur la figure 5. Comme on l'a déjà indiqué, les tensions v0 et 2v0 apparaissent sur la borne C2 pendant une demi-période de l'impulsion de sortie qui provient de la borne Q de la bascule 24, et les tensions 2v et v0 apparaissent pendant la demi-période suivante de l'impulsion de sortie qui pro- vient de la borne Q. D'autre part, sur la borne S0 de l'électrode de segment, les tensions O et 3v0 apparaissent dans la première demi-période et dans la seconde demi-période de l'impulsion de sortie qui provient de la borne Q. En outre, les tensions 2vo, 0 et les tensions vo, 3v0 apparais- sent sur la borne S1 dans les première et dernière demi- périodes de l'impulsion de sortie. De ce fait, une tension 12v01 est appliquée entre l'électrode de segment et l'élec- trode commune 28d, que cette électrode de segment soit sélectionnée ou non, si bien que les sections d'affichage qui se trouvent entre l'électrode commune 28d et les élec- trodes de segment sont maintenues continuellement à l'état éclairé pour former les graduations de temps. La figure 8 montre l'état d'affichage du temps. Les chiffres qui se trouvent autour des graduations peuvent être réalisés par impression ou à l'aide de cristaux liqui- des. On va maintenant décrire un autre mode de réalisa- tion de l'invention dans lequel on utilise également les graduations pour l'affichage ou l'indication des secondes. La figure 9 représente un circuit qui est inter- calé entre le circuit de conversion de sortie 21 qui est représenté sur la figure 1B et le circuit d'alimentation de tension de segment 22. Un inverseur 98 inverse la valeur logique de sortie qui provient du circuit de conversion de sortie 21. Les circuits de portes 99 et 100 ont des fonc- tions ET tandis qu'un circuit de portes 101 a une fonction OU. La figure 10 représente une modification du cir- cuit d'alimentation de tension d'électrode commune 23. Les circuits de portes 102, 103 ont des fonctions ET. La réfé- rence 104 désigne un circuit qui est constitué par les cir- cuits de commutation 83-88 et les inverseurs 93-95 qui sont représentés sur la figure 6, tandis que la référence 105 désigne un circuit qui est constitué par les circuits de commutation 89-92 et les inverseurs 95-97. La référence 106 désigne un circuit d'alimentation de tension commune pour l'électrode commune 28d, qui est constitué par des circuits de commutation 107-114 et des inverseurs 115-118, comme il ressort du schéma détaillé qui est représenté sur la figure 11. La figure 12 est un schéma détaillé d'un circuit de sélection de tension qui est similaire à celui qui est représenté sur la figure 1A, mais qui diffère de ce dernier dans la mesure o une partie du circuit représenté sur la figure 5 est modifiée. Ce circuit de sélection de tension est constitué par des circuits de commutation 119-134 et par des inverseurs 135-136. Dans ce mode de réalisation, l'indication de l'heure et de'la minute est effectuée de la même manière que dans le mode de réalisation précédent, et l'indication de la seconde est effectuée-de la manière qui est décrite ci-après. Comme dans le cas du mode de réalisation précédent, l'emplacement de la seconde est sélectionné lorsqu'une impul- sion apparaît sur une borne P1 du circuit générateur d'impul- sions d'horloge 10 qui est représenté sur la figure 1A. Au moment o cette impulsion apparaît, le circuit de portes 99 qui est représenté sur la figure 9 est ouvert si bien que la valeur logique inversée des données concernant la seconde est appliquée au circuit d'alimentation de tension de segment 22 par l'intermédiaire du circuit de portes 101. Ainsi, la tension correspondant à l'absence d'affichage, c'est-à-dire la tension qui apparaît sur la borne Si, est appliquée à la borne de l'électrode de segment qui devrait être affichée, conformément aux données. Au contraire, la tension correspondant à l'affichage, c'est-àdire la tension 1i qui apparalt sur la borne SO, est appliquée sur les bornes des électrodes de segment qui ne devraient pas être affi- chées, conformément aux données. Simultanément, les circuits de commutation 111... 113 qui sont représentés sur la figure 11 sont ouverts par l'impulsion qui provient de la borne P1. De plus, la tension présente sur la borne C0 apparaît à la sortie du circuit de commutation qui est connectée à la borne yk sur laquelle on obtient le signal de sortie d'affichage qui provient du décodeur 20, tandis que la tension présente sur la borne C 2 est transmise aux sorties des autres circuits de commutation. Ainsi, en ce qui concerne le signal de sortie à afficher, la tension présente sur la borne C0 est transmise à la borne mk, tandis que dans le cas des signaux de sortie qui ne doivent pas être affichés, la tension présente sur la borne C2 apparaît sur les bornes mn (n = 1 à 6 exclu). Ainsi, la tension présente sur la borne C0 qui est représen- tée sur la figure 12 et la tension présente sur la borne S sont appliquées à l'électrode commune 28d pour l'affichage de la seconde (voir la figure 3) et à l'électrode de segment (voir la figure 2), si bien que les tensions Ivol et 0 sont appliquées périodiquement au dispositif à cristaux liquides. Ainsi, les sections d'affichage de graduations auxquelles ces tensions sont appliquées ne s'éclairent pas, tandis que les autres sections d'affichage reçoivent les tensions 3 1vo0 et Ivoi de façon à s'éclairer. De ce fait, l'état éteint de la section d'affichage des graduations est progres- sivement décalé pour indiquer les secondes qui s'écoulent. Comme on vient de le décrire, et conformément à l'invention, la section d'affichage des graduations est réalisée en association avec le dispositif d'affichage opti- que quiîreprésente la forme des aiguilles, ce qui supprime complètement la nécessité du réglage des graduations. En outre, du fait de la suppression de la variation de la position apparente de l'aiguille par rapport aux graduations, sous l'effet d'une variation de l'angle ou de la direction d'observation, il n'y a pas de lecture erronée des gradua- tions. De plus, l'invention offre un avantage supplémentaire, en particulier lorsqu'elle est appliquée à un dispositif d'affichage d'une montre, et qui consiste en ce que la sec- tion d'affichage des graduations est supprimée si on utilise également les graduations pour l'affichage de la seconde. Il va de soi que. de nombreuses modifications peu- vent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'affichage pour une montre électro- nique, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens d'affi- chage qui comportent plusieurs sections d'affichage d'unité et qui sont conçus de façon à décaler successivement un état de discrimination prédéterminé d'une section d'afficha- ge d'unité à une autre, conformément à l'écoulement du temps; et des sections d'affichage de graduations qui sont disposées de façon à correspondre aux sections d'affichage d'unité respectives et qui sont connectées au point de vue électrique à ces sections d'affichage d'unité. 2. Dispositif d'affichage pour une montre électro- nique, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens d'affi- chage qui comportent plusieurs sections d'affichage d'unité et qui sont conçus de façon à décaler successivement un état de discrimination prédéterminé d'une section d'afficha- ge d'unité à une autre, conformément à l'écoulement du temps; des sections d'affichage de graduations qui sont disposées de façon à correspondre aux sections d'affichage d'unité respectives et qui sont connectées au point de vue électrique à ces sections d'affichage d'unité; et des moyens d'attaque qui décalent un état de discrimination prédéterminé d'une section d'affichage de graduations à une autre, conformément à l'écoulement du temps.