Brevet FR2439446A1 — publié le 19800516

L'invention concerne un dispositif électronique d'affichage de l'heure Dans les montres et les horloges, l'affichage de heure est réalisé de façon conventionnelle au moyen de deux aiguilles de longueurs inégales dont la petite indique les heures et l'autre les minutes en tournant au-dessus d'un cadran porteur de chiffres et/ou de divisions sur sa périphérie, un tour de cadran étant accompli par la grande aiguille en une heure et par la petite aiguille en douze heures. Ce mode d'affichage de l'heure permet à chacun une lecture quasi-intuitive de l'heure, un simple coup d'oeil à une montre ou à une horloge donnant l'information souhaitée par la position des aiguilles sans même qu'il soit besoin de se référer aux chiffres ou divisions portés par le cadran, certains cadrans étant d'ailleurs dépourvus de tout chiffre ou division. Cet affichage, que l'on peut qualifier d'analogique, comme l'était celui des cadrans solaires, résulte naturellement de la constitution même des montres et horloges de types courants, les aiguilles étant entraînées à partir d'un moteur constitué par un ressort sous le contrôle d'un dispositif d'échappement, par l'intermédiaire de pignons. Depuis quelques années sont apparues sur le marché des montres électroniques contrôlées en général à partir d'un quartz piézo-électrique fournissant des oscillations électriques de fréquence fixe qui, après division de fréquence et amplification, commandent un dispositif d'affichage en le faisant passer par degrés ou incrément d'un état d'affichage correspondant à une heure prédéterminée à un état d'affichage suivant distinct du premier d'une unité de temps qui peut être la minute ou la seconde. Pour ces montres électroniques, deux types de dispositifs d'affichage de l'heure sont habituellement utilisés, le premier faisant appel à un moteur électrique pas à pas commandé à partir desdites oscillations et qui entraîne des aiguilles, avec l'intervention de moyens mécaniques de multiplication ou démultiplication de mouvement. Ces dispositifs sont d'une réalisation délicate, coûteux, et l'intervention d'une transmission mécanique donne à l'ensemble un caractère hétérogène indésiré. Dans le second type d'affichage connu, l'affichage est purement électronique : l'écran d'affichage comporte plusieurs diodes électroluminescentes ou plusieurs éléments d'affichage à cris taux liquides, lesdites diodes ou lesdits éléments étant propres, quand ils sont excités, à former des chiffres visibles, caractéristiques d'un temps exprimé en heures, minutes et, si désiré, secondes. Cet affichage, digital, est obtenu à partir de moyens purement électroniques qui, sous la commande des oscillations piézo-électriques, font passer l'affichage d'un état H à un état H+1 selon un programme prédéterminé. De tels dispositifs à affichage électronique digital suppriment tout recours à des pièces mobiles et ils s'intègrent facilement dans la chaîne des composants constitutifs de la montre : le problème de l'interface électronique/mécanique qui se pose dans les montres électroniques à affichage par aiguilles est supprimé, ce qui permet à ces montres d'être moins onéreuses et plus robustes. Mais ces dispositifs ont l'inconvénient, sans parler de leur esthétique qui peut être discutée, de supprimer pour l'utilisateur l'avantage tiré de l'affichage à aiguilles et cadran qui permet la lecture de l'heure même dans de mauvaises conditions d'éclairement et à distance relativement grande. Ils ne permettent pas non plus l'appréciation instinctive du temps qui sépare deux indications horaires déterminées alors que celui-ci apparaît par la simple considération d'un cadran horaire. La présente invention a pour objet un dispositif d'affichage de l'heure qui, tout en étant purement électronique, est dépourvu de ces inconvénients. Le dispositif électronique d'affichage de l'heure selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un cadran porteur, suivant une configuration d'indication horaire, d'une multiplicité de zones excitables indépendamment, par exemple des diodes électroluminescentes ou des éléments à cristaux liquides, propres à symboliser visuellement, quand certaines d'entre elles sont excitées sélectivement, les positions que prennent les aiguilles d'une montre par rapport au cadran, l'excitation desdites zones étant commandée par des moyens électroniques qui font passer l'affichage d'un état à un état suivant, selon un programme prédéterminé, à partir des oscillations électriques fournies par un cristal piézoélectrique ou analogue. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma du dispositif d'affichage selon l'invention ; - les figures 2 et 3 sont des schémas de variantes de réalisation du cadran d'affichage du dispositif selon l'invention; - la figure 4 est une autre variante de réalisation de l'alimentation des zones excitables du cadran. Le dispositif de montre électronique représenté schématiquement sur la figure 1 comprend un excitateur 1, alimenté par une source électrique non représentée, qui est reliée électriquement par un conducteur 2 à un module 3 à quartz piézo-électrique, ledit quartz vibrant à sa fréquence propre prédéterminée lorsque l'exci tateur est opératoire. La vibration du quartz produit un courant électrique périodique d'indensité très faible et de fréquence fixe -trK=,stable, habituellement supérieure à 20.000 Hz. Les so-s-cllAotions électriques produites par le module 3 sont appliquées par un conducteur 4 à des moyens électroniques 5 de division de la fréquence et dlamplification. Les signaux de sorties sont appliqués par un conducteur 6 à un circuit--7 de commande du dispositif d'affichage 9 de l'heure et par un conducteur 7' à un dispositif électronique à mémoire 8 qui commande le passage d'un état d'affichage H à un état d'affichage H+1. Pour l'affichage de l'heure en heures et minutes, le dispositif commande une progres sion numérique de base soixante, l'affichage allant ainsi de 0 h 00 à 12 h 59 mn, et repartant alors de o h 00. Du circuit de commande 7 sont issues des connexions électriques S0* Si, Sllg,chaque sortie Si étant reliée électriquement à un élément E. à cristaux liquides portés par le dispositif d'affichage ou cadran 9 de la montre. Dans l'exemple représenté à la figure 1, une multiplicité d'éléments à cristaux liquides sont disposés radialement sur un cadran circulaire ayant la forme d'un cadran de montre conven et tionnel/portant des graduations sur sa périphérie. Une première série de 60 éléments rectangulaires ou quasi-rectangulaires E0 ... E. ... E59, s'étend radialement sensiblement du centre du cadran jus- qu'aux deux-tiers de celui-ci et une seconde série de 60 éléments E60 ... E. ... Ell9 sont placés radialement respectivement à l'ex E119 trémité de chacun desdits premiers éléments et s'étendent sensiblement jusqu'à la périphérie du cadran. Les rayons ainsi formés par deux éléments E Ei+60 placés bout à bout sont disposés angulai- rement de façon régulière sur toute la surface du cadran. Lorsqu'un élément de la première série centrale est excité il devient visible et est propre à représenter la petite aiguille d'une montre. Lorsque deux éléments, l'un de la première série, et l'autre de la seconde série, situés sur le même rayon du cadran, sont excités pour être visibles, ils sont propres à représenter la grande aiguille d'une montre. Le cadran de la figure 1 a ses éléments E1, d'une part, et E12, E72, d'autre part, excités comme montré par le poché ; l'heu- re indiquée parle dispositif d'affichage dans cette condition est 12 h 12 mn. Le cadran d'affichage décrit ci-dessus porte un nombre fini d'éléments excitables, si bien qu'un affichage totalement analogique n'est pas effectif, l'avancement de l'affichage ne pouvant se faire que pas à pas, d'un élément à l'autre. Dans l'exemple représente sur la figure 1, la grande aiguille constituée de deux éléments excités avance d'un pas toutes les minutes, et la petite aiguille constituée d'un seul élément excité avance d'un pas toutes les 12 minutes. Dans l'exemple décrit, les éléments Eg et E60seraient excités pour indiquer 12 h 0 mn, les éléments Eo E5 et E65 pour indiquer 12 h 5 mn, les éléments E1, E6 et E66 pour indiquer 12 h 06 mn, les éléments E1, E17 et E77 pour indiquer 12 h 17 mn, les éléments E2, E18 et E78 pour indiquer 12 h 18 mn, les éléments E5, E57 et E117 pour indiquer 12 h 57 mn. La position angulaire de l'élément qui visualise la petite aiguille de la montre n'est pas la position théorique exacte mais elle s'en écarte suffisamment peu (au maximum 30 d'angle)pour que la précision de lecture n'en soit pas affectée. Le programme de commande imposé par le dispositif à mémoire 8 est tel que, partant d'une position de référence 0 h 00, la grande aiguille E. Ei+60 avance à la position Ei+l, Ei+61 toutes les minutes pendant que la petite aiguille avance d'une position E. à une position Ej+l toutes les 12 minutes, le premier passage 3 3+1 de Eo à E1 se faisant quand la grande aiguille passe à E6, E66 et le second passage de E1 à E2 se faisant quand la grande aiguille passe à E18, E78. Dans une variante de réalisation prévue pour diminuer le coût du dispositif d'affichage, on réduit le nombre des éléments excitables, en le divisant par exemple par deux. Dans ce cas, l'erreur d'indication de la grande aiguille est au maximum d'une minute et l'avancement d'un pas de la petite aiguille ne se fait que toutes les 24 minutes. Même dans cette variante, la précision de lec ture est suffisante pour la plupart des utilisations. Un autre exemple de réalisation de cadran pour le dispositif d'affichage selon l'invention est représenté à la figure 2. Le cadran 9 est pourvu, dans sa région centrale, de douze éléments excitables Eg .. E11 radiaux et disposés régulièrement au point de vue angulaire pour être en face de douze repères périphériques équidistants Ro ... Roll. Ledit cadran est pourvu, dans sa région périphérique, d'éléments excitables Fo ... F59 répartis uniformément sur le pourtour du cadran. Dans cette variante de réalisation, l'heure est indiquée par une zone centrale Ei et la minute par une zone périphérique F. Dans ce cas, l'élément Ei est excité pendant 3 i toute l'heure i pendant que les éléments Fg ... F5g sont excités successivement, minute après minute. L'heure indiquée sur la figure 2 est 1 h 25 comme montré par les zones en poché. Dans l'exemple représenté à la figure 3, le cadran d'affichage est constitué de manière semblable à celui de la figure 2, mais sur chaque élément central E est inscrit un chiffre indicateur de l'heure. Sur la figure, l'élément E3 est excité et il forme de façon visible le chiffre 3. De la même manière, l'élément périphérique indiquant les minutes peut représenter, quand il est excité, le chiffre des minutes. Sur la figure, la zone F6 est excitée, elle forme le chiffre 6. L'heure ainsi indiquée par le cadran est 3 h 6 mn. La commande des zones excitables peut être faite, comme il a été décrit, grâce à une seule alimentation par zone (circuit ouvert ou fermé) ou encore grâce à la conjonction de deux ou plusieurs alimentations, la zone n 'étant excitée que quand les paramètres qui caractérisent ces alimentations correspondent à une combinaison prédéterminée. Par exemple, dans une variante de réalisation du cadran d'affichage (figure 4) les zones Zij sont disposées enm lignes iet enm colonnesj sur un cadran 50 sensiblement rectangulaire, en une disposition du type matriciel. Les zones d'une ligne j sont connectées entre elles et à une alimentation L. les zones d'une colonne j sont connectées entre elles et à une alimentation Cj La zo ne Z.. n'est excitée que si les alimentations Li et C. sont opéra i 3 toires en même temps. On comprend que dans cette variante il suffit de (man) alimentatinns pour commander (m. n) zones, alors que dans la variante décrite plus haut il faut (m.n) alimentations. Dans les exemples de réalisation décrits ci-dessus,les zones excitables peuvent être des diodes électroluminescentes ou des éléments à cristaux liquides. Les éléments à cristaux liquides sont particulièrement adaptés à la mise en oeuvre de l'invention car ils peuvent être d'une forme quelconque, incluant par exemple des courbes, ce qui rend possible la représentation d'aiguilles à caractère ornemental semblables à celles qui sont utilisées dans les montres mécaniques conventionnelles. L'application du dispositif d'affichage selon l'invention n'est pas limitée aux montres et horloges. Il peut être utilisé pour tout instrument de mesure comportant un cadran d'affichage à une aiguille (manomètre, compteur de vitesse, dbitmètre, etc.) ou à deux aiguilles (altimètre, etc.). Pour ces utilisations qui ont un caractère plus technique que l'affichage de l'heure dans une montre, le cadran d'affichage de la figure 1 est particulièrement adapté. Au dispositif d'affichage selon l'invention peut être adjoint un affichage purement digital, si désiré, par exemple un affichage digital du nombre de tours déjà effectués par une des aiguilles à partir d'une position zéro pour, par exemple, un altimètre utilisé en aviation. Des exemples décrits ci-dessus, il ressort clairement que les buts poursuivis par l'invention sont atteints, le dispositif électronique d'affichage d'une mesure proposé ne comprenant aucune pièce mobile et utilisant un mode d'affichage angulaire ayant les avantages de l'affichage conventionnel analogique par aiguilles et cadran qui est préféré par les utilisateurs du fait de sa facilité de lecture intuitive. REVENDICATIONS 1. Dispositif électronique d'affichage, en particulier pour l'affichage de l'heure, destiné à équiper un instrument de mesure, en particulier une montre électronique, caractérisé en ce qu'il comporte un cadran d'affichage porteur d'une multiplicité de zones excitables indépendamment, chaque zone étant placée dans un secteur angulaire du cadran, lesdites zones étant propres à symboliser, quand certaines d'entre elles sont excitées sélectivement de manière à devenir visibles, les positions angulaires que prendraient la ou les aiguilles d'un dispositif d'affichage mécanique à cadran et aiguilles, l'excitation desdites zones étant commandée par des moyens électroniques à mémoire qui font passer l'afficha- ge d'un état à un état suivant, selon un programme prédéterminé, à partir d'oscillations ou signaux électriques fournis par les moyens de contrôle de l'instrument équipé dudit dispositif d'affichage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones excitables comprennent des diodes électroluminescentes. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones excitables comprennent des éléments à cristaux liquides. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit cadran comporte une première série de zones excitables allant sensiblement du centre du cadran aux deux tiers de son rayon, et une seconde série de zones excitables placées radialement à l'extrémité de chacune des zones de la première série et qui vont des deux tiers du cadran à la périphérie dudit cadran, les rayons ainsi formés-par deux zones mises bout à bout étant disposées au point de vue angulaire à égale distance les uns des autres sur tout le pourtour du cadran. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cadran comporte soixante rayons équidistants angulairement porteurs chacun de deux zones excitables. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en-ce que le cadran d'affichage comporte dans sa partie centrale douze zones excitables régulièrement espacées périphériquement et, sur sa périphérie, soixante zones excitables ré gulièrement espacées périphériquement. 7. Dispositif d'affichage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les zones excitables sont circulaires. 8. Dispositif d'affichage selon l'une quelconque des revendi cations précédentes, caractérisé en ce que des zones excitables portent des chiffres lisibles quand elles sont excitées. 9. Dispositif d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les zones excitables sont propres à représenter des aiguilles ayant des formes à caractère ornemental. 10. Dispositif d'affichage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, quand il s'agit d'un affichage symbolisant plusieurs aiguilles, les positions angulaires les unes par rapport aux autres des zones excitées sont liées selon une loi prédéterminée imposée par les moyens à mémoire de commande de l'affichage. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les zones excitables sont disposées sur le cadran selon une configuration matricielle à lignes et colonnes, une zone étant excitée quand la ligne et la colonne qui la contiennent sont en même temps dans des conditions prédéterminées. 12. Montre ou horloge, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un dispositif d'affichage selon l'une quelconque des revendications précédentes. 13. Instrument de mesure, caractérisé en ce qu ' il est équipé d'un dispositif d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. 14. Montre, horloge ou instrument de mesure, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage selon l'une quelconque des re vendications 1 à 11 comporte de plus une zone d'affichage digital de tout ou partie de la mesure.