Brevet FR2462690A1 — publié le 19810213

La présente invention concerne un système d'affichage, en particulier pour véhicules automobiles, comportant au moins un élément indicateur, par exemple sous la forme d'une bande lumineuse ou d'une aiguille mobile, pour indiquer la valeur mesurée d'une variable, dans lequel une échelle avec chiffres et repères éventuels est associée à cet élément indicateur de façon que la grandeur effective de la valeur me- surée,représentée par cet élément indicateursoit identifiable et dans lequel ledit élément indicateur est réalisé par une cellule électro- optique remplie d'un liquide, cellule qui présente deux plaques transpa- rentes, séparées par un cadre d'entretoisement et pourvues d'électrodes transparentes, et dont la face arrière est associée à un dispositif d'éclairage. On s'intéresse aujourd'hui de plus en plus aux afficheurs qui ont pour but de remplacer les instruments individuels habituels, tels que compte-tours, indicateur de vitesse, etc., à bord des véhicules auto- mobiles. Actuellement, on utilise de préférence des instruments à aiguille associée à une échelle pourvue de chiffres et repères ou gra- duations, de façon à rendre identifiable la valeur effective de-la grandeur mesurée. Afin que l'échelle soit aussi visible dans l'obscurité, elle est éclairée par l'avant au moyen d'une source de lumière. La présente invention a pour objet d'apporter à des cellules électrooptiques connues, en compliquant la fabrication le moins possible, des perfectionnements tels que l'impression globale perçue par le con- ducteur corresponde à celle fournie par les instruments classiques. De plus, l'échelle, ainsi que bien entendu l'aiguille ou la bande lumineuse, doit être représentée avec une netteté suffisante et être facilement identifiable, même dans l'obscurité. Selon l'invention, ceci est obtenu, avec un système d'affi- chage du type mentionné au début, par le fait que, pour représenter l'échelle, l'une des plaques porte une feuille opaque pourvue de fenêtres et porte ainsi des zones transparentes, par le fait que des zones transparentes sont aussi créées entre les plaques, et par le fait que certaines de ces zones ont une configuration correspondant au contour de l'échelle et les autres zones ont une plus grande étendue de surface. Un fait essentiel ici est que, pour représenter l'échelle, on utilise la lumière venant de l'arrière de la cellule électro-optique, de sorte que l'on peut renoncer à la lumière incidente nécessaire avec les instruments connus. Il est en outre essentiel que seule l'une des deux zones transparentes, dans la feuille ou entre les plaques transpa- rentes, soit réalisée en correspondance avec le contour de l'échelle, de façon qu'un faible décalage latéral des zones transparentes (décalage qui ne peut pas être raisonnablement exclu dans la fabrication, myme au prix des plus grands soins) ne puisse jouer aucun rôle important. L'échelle, avec ses repères et chiffresest également lisible avec une netteté suffisante, même s'il y a un tel décalage. Dans une réalisation particulièrement préférée, les zones lumineuses entre les plaques sont créées par déplacement du liquide. L'échelle, ainsi que ses chiffres et repères, est alors représentée par des moyens purement optiques, sans utiliser pour cela les propriétés électro-optiques de la cellule remplie d'un liquide. Le déplacement du liquide peut être obtenu, par exemple, en agençant entre les plaques des intercalaires transparents qui, selon un avantageux perfectionnement de l'invention, sont de préférence d'un seul tenant avec le cadre d'entre- toisement. Ces intercalaires présentent alors avantageusement une étendue de surface plus grande, tandis que les fenêtres dans la feuille ont un- contour correspondant à l'échelle à représenter. Une telle réalisation semble plus simple à fabriquer que dans la variante o les intercalaires ont un contour correspondant à l'échelle à représenter avec ses chiffres et repères, tandis que les fenêtres dans la feuille sont plus grandes. Bien entendu, les zones transparentes entre les plaques peuvent aussi être réalisées par comannde d'électrodes correspondantes. Alors, moyennant une configuration appropriée du circuit de commande de ce système d'affichage, on peut obtenir, par exemple, que ne soit indiqué à chaque fois que le chiffre (de l'échelle) qui correspond à la position d'affichage de la bande lumineuse ou de l'aiguille. Dans le cas d'un élément indicateur avec aiguille pivotante, l'agencement des différents segments est une source de difficultés la largeur des segments, et par conséquent aussi l'angle entre deux seg- ments, ne peut pas être réduite à volonté. Dans les systèmes connus, il en résulte que l'observateur perçoit une aiguille se déplaçant par sauts, et non pas une aiguille se déplaçant selon un mouvement approximativement continu. Afin d'éviter ce défaut, l'invention propose que la cellule électro-optique présente des électrodes se recouvrant partiellement, situées dans plusieurs plans qui sont séparés l'un de l'autre par une couche diélectrique. Certaines des cellules électro-optiques connủes, et notamment les afficheurs dits à colloides, ne sont plus parfaitement fonctionnels aux basses températures. Il convient donc de prévoir un chauffage. L'invention propose à cet égard que le liquide soit localement chauffé par le rayonnement du dispositif d'éclairage, qui est de toute façon présent, de sorte que le liquide est alors brassé entre les plaques transparentes. Cela peut être obtenu très simplement en agençant des lentilles convergentes sur le trajet des rayons lumineux issus du dispo- sitif d'éclairage. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints o: - la figure 1 représente une vue partielle en élévation de la face avant d'une cellule électro-optique; - la figure 2 représente, à une échelle différente, une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; - - les figures 3 et 4 représentent respectivement une vue en élévation et une vue en coupe d'une autre forme de réalisation dans laquelle l'échelle est représentée de façon purement optique; - les figures 5 à 8 représentent des vues en élévation et des coupes d'autres exemples de réalisation, avec une commande de certaines élec- trodes pour représenter l'échelle - les figures 9 à Il représentent des vues en élévation de la plaque transparente avec électrodes déposées par vaporisation; - les figures 12 et 13 représentent respectivement une vue en élévation et en coupe d'un élément indicateur avec aiguille; et - la figure 14 représente, très simplifiée, une vue d'ensemble en coupe d'un système d'affichage. La cellule électro-optique selon les figures 1 et 2 est cons- tituée de deux plaques de verre 10 et 11 sur chacune desquelles est déposée par vaporisation une couche conductrice 12, 13 présentant plusieurs électrodes. Chacune de ces couches est recouverte d'une couche isolante et transparente 14, 15. Les deux plaques de verre 10 et 11, avec les couches qui s'y trouvent, sont maintenues à distance par un cadre d'entretoisement 16 dont seule une partie, à savoir l'interca- laire 17, est visible. Pour le reste, l'espace compris entre les plaques de verre est rempli d'un liquide dont les caractéristiques optiques sont modifiables par commande des électrodes 12 et 13. Un dispositif d'éclai- rage 18 se trouve sur le c8té arrière de la cellule. Côté avant de la plaque de verre 10 ("avant" en considérant la direction d'observation), se trouve une feuille opaque 19 dans laquelle des fenêtres 20 sont aménagées. La figure 1 représente une vue partielle de la feuille 19 considérée dans le sens de la flèche A de la figure 2. La zone hachurée est opaque. Les contours des fenêtres 20 correspondent respectivement aux traits de repérage 21 et aux chiffres 22. Ces marques et chiffres peuvent être désignés globalement par le mot "échelle". A cette échelle est associé un élément indicateur avec une aiguille mobile 23. La feuille 19 possède un ajour 24, en forme de couronne circulaire (ou d' arc de couronne circulaire), dans la zone dans laquelle l'aiguille 23 peut se déplacer. Dans l'exemple de réalisation selon les figures 1 et 2, la représentation de l'échelle avec chiffres et repères est uniquement à base optique. A cet effet, le liquide entre les plaques 10 et Il est déplacé par un intercalaire transparent 17. Comme toutes les couches de la cellule sont par ailleurs transparentes, il en résulte que ces chiffres et signes sont visibles, quand on les observe selon la flèche A, dès que le dispositif d'éclairage 18 est alimenté. Les caractéristiques électro- optiques de la cellule ne sont alors par utilisées. Comme on peut le voir sur la figure 2, la zone transparente entre les plaques, formée par l'intercalaire 17, est plus grande que le contour extérieur des fenêtres 20 dans la feuille imprimée 19 sur la plaque de verre avant. Comme déjà mentionné au début, cela est opportun pour des raisons con- cernant la fabrication. L'exemple de réalisation selon les figures 3 et 4 constitue pratiquement une inversion de celui des figures 1 et 2, les propriétés électro-optiques de la cellule n'étant toutefois, là encore, pas uti- lisées. Dans ce système, les intercalaires 17 entre les plaques de verre sont formés de façon que leur contour corresponde à celui des symboles à indiquer. La zone transparente dans la feuille imprimée, constituée par la fenêtre 20, possède par contre une surface plus étendue. Comme on peut le voir sur la figure 3, cette fenêtre 20 peut également être en forme de couronne circulaire recouvrant tous les intercalaires pour former les différents chiffres et repères. Dans les exemples décrits jusqu'ici, l'ensemble de l'échelle est visible dès que le dispositif d'éclairage est aliments. Lorsque l'éclairage est coupé et que la lumière incidente est suffisamment intense, l'échelle reste légèrement visible du fait des diverses réflexions. Les figures 5 à 8 représentent des réalisations dans lesquelles les caractéristiques électro-optiques de la cellule sont utilisées. Là encore, deux zones transparentes ayant des étendues différentes sont prévues. Dans la réalisation selon la figure 6, les fenêtres 20 dans la feuille 19 correspondent aux signes et chiffres à représenter. Lorsque l'électrode 30 et la contre-électrode 13 sont commandées, le liquide dans la zone en dessous de l'électrode 30 devient transparent, de sorte qu'est ainsi créée la deuxième zone transparente ayant une plus grande étendue de surface. L'exemple de réalisation selon les figures 7 et 8 corres- pond,pour l'essentiel,à celui selon les figures 3 et 4, puisque la fenêtre 20 dans la feuille d'impression 19 possèdelà encoreune plus grande étendue de surface. Par contre, ici, plusieurs électrodes 30, 30' sont commandées de façon à créer dans le liquide des zones transparentes dont le contour correspond à celui des signes à représenter. Dans tous les exemples de réalisation, il est donc prévu deux zones transparentes, l'une ayant un contour correspondant aux signes à représenter et l'autre ayant une plus grande étendue de surface. Les zones correspondant aux signes peuvent être prévues soit dans la feuille d'impression, soit entre les plaques de verre. Les zones transparentes entre les plaques de verre peuvent être constituées soit par déplacement du liquide électro-optique, soit par utilisation de l'effet électro- optique de la cellule. La figure 9 représente une vue partielle en élévation de l'une des plaques de verre avec les diverses électrodes 30' qui peuvent être commandées individuellement. Les chiffres de l'échelle sont également affichés par commande d'électrodes ayant des configurations correspon- dantes. Il ressort de la figure 9 que des segments individuels de la bande lumineuse sont en liaison électrique directe avec les électrodes des chiffres et que des fils de raccordement 31 vont de ces chiffres au bord de la cellule. Il en résulte que, par exemple, pour indiquer une vitesse de dix kilomètres par heure, les premières électrodes de la bande lumineuse vont s'allumer ainsi que le chiffre 10. Les autres électrodes, ainsi que le chiffre 20 et les chiffres suivants, resteront par contre sombres, ou ne seront que faiblement visibles. Le chiffre 20 de l'échelle sera lui aussi "lumineux" si la vitesse atteint une valeur supérieure à vingt kilomètres par heure. Au total, on peut constater que les seuls chiffres à être commandés sont ceux qui correspondent à des nombres inférieurs à la valeur instantanée de la mesure. Dans d'autres formes de réalisation non représentées, on pourrait aussi envisager de ne commander que le chiffre le plus proche de la valeur mesurée. Alors que la figure 9 représente un exemple de réalisation dans lequel les chiffres se trouvent entre l'élément indicateur 27 et les fils de raccordement 31, la figure 10 représente par contre une réalisation dans laquelle les chiffres sont agencés du côté opposé de l'élément indicateur 27. Cette disposition s'est avérée opportune car, s'il y a un grand nombre d'éléments commandables individuellement à l'intérieur de l'élément indicateur 27, des difficultés peuvent apparaître pour ce qui est du trajet des fils de raccordement dans le cas du mode de réali- sation selon la figure 9. Une autre différence entre les figures 9 et 10 réside en ceci que, dans le premier cas, les électrodes présentent un contour correspondant aux chiffres à représenter, tandis que, dans le deuxième cas, les électrodes sont des champs ou zones sensiblement rectangulaires alors que des fenêtres ayant un contour correspondant aux chiffres sont aménagées dans la feuille d'impression. L'exemple selon la figure 9 correspond donc sensiblement à celui selon les figures 7 et 8, alors que l'exemple selon la figure 10 correspond à celui selon les figures 5 et 6. La figure Il représente une réalisation analogue à celle de la figure 9, avec cette différence que les différents chiffres sont tous reliés entre eux et raccordés à une électrode de l'élément indicateur, laquelle devient brillante pour une mesure de faible valeur. Dès que cette valeur est atteinte, tous les chiffres de l'échelle apparaissent lumineux. Les figures 12 et 13 concernent une réalisation avantageuse d'un élément indicateur avec aiguille mobile. Ici, des électrodes 40, 40', 40", correspondant au contour de l'aiguille à représentersont agencées dans les plans E1, E2, E3. Ces électrodes se recouvrent par- tiellement et, lorsque la grandeur mesurée croit, sont-commandées dans l'ordre alphabétique des lettres a, b, c, etc. de la figure 12. - L'aiguille 23 se déplace donc en progressant uniquement par petits incréments, de sorte que l'on n'a pas l'impression que l'aiguille saute. La figure 14 représente une vue schématique d'une coupe de l'ensemble du dispositif d'affichage présentant plusieurs éléments indi- cateurs pour indiquer la vitesse, le nombre de tours et l'heure, etc. Le dispositif d'éclairage 18 est constitué d'une lampe à incandescence 43 et d'un réflecteur associé 41. Sur le trajet des rayons lumineux de ce dispositif d'éclairagesont agencées des lentilles 42 qui font converger la lumière du dispositif d'éclairage. L'énergie lumineuse est donc amenée intentionnellement en certains endroits à l'intérieur de la couche de liquide, de sorte qu'un brassage du liquide est assuré du fait de l'échauffement local. Il convient de veiller ici à ce que l'énergie lumineuse soit amenée en des endroits masqués par la feuille. Ainsi, la cellule glectro-optique restera encore fonctionnelle à des températures assez basses. Pour terminer, il convient d'indiquer que les descriptions proposées peuvent être réalisées avec les cellules glectro-optiques les plus diverses. Cela s'applique notamment aux afficheurs dits à colloïdes, afficheurs à cristaux liquides et afficheurs à électrofluorescence. Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. -2462690 REVENDICATIONS 1. Système d'affichage, en particulier pour véhicules automo- biles, comportant au moins un élément indicateur, par exemple sous la forme d'une bande lumineuse ou d'une aiguille mobile, pour indiquer la valeur mesurée d'une variable, dans iequel une échelle avec chiffres et repères éventuels est associée à cet élément indicateur de façon que la grandeur effective de la valeur mesureereprésentée par cet élément indicateur, soit identifiable et dans lequel ledit élément indicateur est réalisé par une cellule électro-optique remplie d'un liquide, cellule qui présente deux plaques transparentes, séparées par un cadre d'entre- toisement et pourvues d'électrodes transparentes, et dont la face arrière est associée à un dispositif d'éclairage, ce système étant caractérisé en ce que, pour représenter l'échelle, l'une des plaques (10) porte une feuille opaque (19) pourvue de fenêtres (20) et porte ainsi des zones transparentesen ce que des zones transparentes sont aussi-créées entre les plaques (10, 11), et en ce que certaines de ces zones ont une configuration correspondant au contour de l'échelle et les autres zones ont une plus grande étendue de surface. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fenêtres (20) dans la feuille (19) présentent un contour correspondant à l'échelle à représenter. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones transparentes entre les plaques (10, 11) présentent un contour correspondant à l'échelle à représenter. 4. Système selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que les zones transparentes entre les plaques (10, 11) sont réalisées par déplacement du liquide. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que des intercalaires transparents (17) sont agencés entre les plaques (10, 11) pour constituer les zones transparentes. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les intercalaires (17) sont d'un seul tenant avec le cadre d'entretoise- ment (16). 7. Système indicateur selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les zones transparentes entre les plaques sont réalisées par commande d'électrodes correspondantes (30). 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'échelle avec ses chiffres et repères est visible en permanence. 9. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que, a chaque instant, seul le plus proche chiffre correspondant à la position indiquée par la bande lumineuse ou par l'aiguille est commandé. 10. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que ne sont commandés à chaque fois que les chiffres qui sont inférieurs à ceux exprimant la valeur mesurée instantanée. Il. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que les électrodes activables pour la représentation des différents chiffres sont reliées aux électrodes des segments correspondants de l'élément indicateur. 12. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que toutes les électrodes qui doivent être activées pour la représentation des chiffres sont reliées électriquement à une électrode de l'élément indicateur, laquelle est activée pour une faible valeur de mesure. 13. Système selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que les électrodes pour les chiffres sont situées entre les électrodes de la bande lumineuse ou de l'aiguille et les conducteurs de raccordement (31) allant au bord de la cellule. 14. Système selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que les électrodes pour les chiffres sont agencées sur le côté des électrodes de la bande lumineuse qui est en face des conduc- teurs de raccordement. 15. Système selon l'une quelconque des revendications I à 14, caractérisé en ce que, pour représenter une bande lumineuse variable ou une aiguille mobile, la cellule électro-optique présente des élec- trodes (40, 40', 40") qui se recouvrent partiellement et sont dans plusieurs plans (E1, E2, E3), séparés les uns des autres par une couche diélectrique, et qui sont commandées individuellement. 16. Système selon l'une quelconque des revendications I à 15, caractérisé en ce que le liquide dans la cellule électro-optique est échauffé localement par le rayonnement issu du dispositif d'éclairage(18). 17. Système selon la revendication 16, caractérisé en ce que des lentilles convergentes (42) sont agencées sur le trajet des rayons lumineux issus du dispositif d'éclairage et qu'ainsi l'intensité du rayonnement de ce dispositif est renforcée en des endroits déterminés situés entre les plaques (10, 11).