Brevet FR2535882A1 — publié le 19840511

Matrice d'affichage à fibres lumineuses _ L'invention concerne une matrice d'affichage formée par les extrémités aval d'un ensemble de fibres optiques dont les extrémités amont sont disposées pour recevoir de la lumière d'une source lumineuse. On sait qu'il existe plusieurs technologies pour réaliser des panneaux à messages variables, desti- nés notamment aux usagers de-s routes: Les prismes qui permettent d'afficher deux messages et un neutre. Les matrices de points qui permettent d'affi- cher des messages en alphanumérique ou de réaliser des graphismes d'une très grande souplesse,puisque pratiquement le nombre de messages possibles est illimité. Il existe des systèmes actifs comme les matrices de lampes (systèmes lourds), les diodes électroluminescentes,les plasmas (ne sont pas visibles en extérieur en lumière du jour). Il existe également des systèmes passifs comme les matrices à éléments magnétiques à deux positions stables commandés par des électro-aimants recevant des impulsions de courant positif ou négatif suivant le caractère que l'on désire afficher. Ce dernier système n'a pas toujours l'impact visuel souhaité et pose des problèmes pour laffichage des couleurs. Les fibres optiques (conducteurs de lumière) dont l'impact visuel est très fort même dans des conditions très défavorables (contre- jour, brouillard) et s'avère donc très avantageux De plus, elles permettent d'afficher des messages dans les couleurs souhaitées Toutefois les messages sont figes par construction et ne peuvent dépasser six ou sept. L'objet de l'invention est de proposer une matrice à fibres lumineuses permettant l'affichage d'un nombre pratiquement illimité de messages. Ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait que la matrice comprend des fibres optiques associées à un dispositif d'occultation interposé sur le chemin de la lumière entre la source lumineuse et le devant de la matrice, et susceptible de modifier la nature de la lumière émise vers l'avant de la matrice, et un dispositif de commande du dispositif d'occultation permettant de commander de façon choisie l'occultation de groupes déterminés de fibres de manière à transformer à volonté l'affichage. Le dispositif d'occultation peut être disposé du côté de l'extrémité amont des fibres optiques con- cernées, ce qui permet une très grande liberté dans les tailles des caractères apparaissant sur la face visible du panneau Cependant, il peut être plus avantageux, notamment pour des raisons d'encombrement, de placer le dispositif d'occultation juste au devant de l'extré- mité aval des fibres concernées. On entend ici par occultage toute modification des caractéristiques de la lumière visible à l'avant du panneau, aussi bien un changement de couleur que d'intensité (et en particulier une annulation de l'intensité). On peut réaliser l'occultation par voie optoélectronique, notamment à l'aide de cristaux liquides permettant le changement d'intensité ou d'i lectrochimichromes permettant la modification de la couleur et de l'intensité. Cependant, dans un exemple préféré de réali- sation, on choisit la voie électromécanique, plus facile- ment maitrisable industriellement, d'une technologie slre et robuste en dépit des contraintes climatiques. Le dispositif d'occultation comporte des disques comprenant différents secteurs d'occultation susceptibles de venir s'interposer sur le chemin de la lumière, en fonction d'une rotation commandée par le dispositif de commande Les secteurs d'occultation peuvent consister en des ouvertures libres-, des filtres de couleur, ou des parties pleineso L'invention sera mieux comprise à le lecture de la description suivante se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente de face un élément de panneau d'affichaget la figure 2 représente en coupe l 9 extrémit 6 d'un conducteur de lumière et le disque d'occultation associ& la figure 3 représente de face l'élément de la figure 1, en ayant retiré le panneau de protection de façon à laisser apparaître les disques d'occultations la figure 4, représente en perspective un exemple de réalisation du moteur d'un disque d'occul- tation, la figure 5 représente schématique une variante de r 6 alisation du moteur de la figure 4 O La figure 1 représente un élément de panneau d'affichage 1 sous forme d'une matrice de 7 x 5 cellules, d'une hauteur de 105 nm et d'une largeur de 75 nmm, Un panneau d'affichage complet comprend plusieurs éléments 1. Dans chaque cellule aboutit ltextrémité aval 2 d'un conducteur de lumière 3 en fibres optiques, fixé par un embout classique 4 dans la face support 5 de l'élémen* de panneau. A l'avant de la face support 5 et au voisinage immédiat de l'extrémité visible 2 du conducteur 3, un disque d'occultation 6 peut tourner sur un axe 7 parallèle à l'axe de l'embout 4 o Sur ce disque sonté aménagées une ou plusieurs ouvertures 89 9, 10, centrées sur une circonférence passant par l'axe de l'embout du conducteur de lumière lors de la rotation du disqueo Lorsqu'une ouverture se présente devant l'embout du conducteur de lumière, la lumière passe et le point lumineux est visible Les ouvertures peuvent être munies de filtres colorés selon le résultat souhaité (ouvertures 9, 10, fig 3), ou libres (ouverture 8, figure 4 &) Lorsqu'une partie pleine se présente devant l'embout du conducteur de lumière le point lumineux devient invisible. Une plaque de protection 11,9 percée de trous 12 dans l'axe des embouts i des conducteurs 3, peut être placée à l'avant de la face support 5 et des disques 6 A chaque cellule de lélément de panneau peuvent aboutir le cas échéant plusieurs extrémités visibles de fibres optiques, venant d'une ou plusieurs sources lumi- neuses pouvant être éclairées ou pas, associées à un même disque d'oc- culation dont la rotation et les ouvertures sont calculées en fonction de la disposition desdites extrémités. L'axe du disque d'occultation est monté sur le rotor d'un moteur 13 de positionnement angulaire du disque, capable d'exécuter les ordres d'une logique de commande. Ce moteur peut se présenter sous différentes formes suivant l'application auquelle est destiné l'occul- tateur. Il peut dans sa version la plus simple être constitué par un aimant permanent solidaire de l'axe et placé dans l'entrefer d'un électro-aimant. On peut aussi utiliser dans une version plus élaborée un micromoteur pas à pas. Le moteur doit être conçu pour avoir un encombrement minimal On va en décrire un mode préféré de réalisation dans le cas d'un disque à ouverture libre unique 8 prenant deux positions: l'une coïncidant avec l'axe de lembout 4 (représentée en traits pleins sur la figure 4), l'autre, opposée à la première, pour l'occultation (en traits pointillés sur la figure 4). Le rotor du moteur 13 est constitué par un petit aimant 14 à champcoercitif élevé, aimanté à deux p 8 les radialement par rapport à l'axe Le rotor complet équipé se compose donc d'un axe portant d'une part le disque occulteuret d'autre part l'aimant tournant 14. Cet aimant peut être constitué, dans la - pratique, par un petit cylindre de plastoferrite aimanté diamétralement. Le stator est constitué d'un circuit magnétique en matériau à bonne rémanence mais à faible champ coercitif Il peut avoir la forme qu'on voudra pourvu que ses deux pôles 16, 17 se présentent diamétralement par rapport à l'axe du rotor, au niveau de l'aimant 14. Il peut être en une ou plusieurs pièces, de section ronde ou autre etc. Il est prévu par ailleurs deux goupilles d'indexage 18, 19, qui sont deux petites pièces, par exemple de simples goupilles, en matériau magnétique non rémanent, dont le r 8 le sera expliqué au paragraphe suivant Elles sont situées elles-aussi dans le plan de rotation de l'aimant 14 du rotor, et diamétralement opposées. Les impulsions brèves envoyées par la logique de commande dans un sens ou dans l'autre dans la bobine ont pour effet d'aimanter de façon stable -le stator, grâce à sa rémanence. Le rotor a donc tendance à se placer de telle sorte que ses p 8 les N et S correspondent respectivement aux pôles S et N du stator 15. Si dans ce cas de figure, les pôles N et S du stator s'inversent, la position d'équilibre stable du rotor est à 1800 de la précédente ( 1/2 tour). Cependant on conçoit bien que dans cette configuration, avec le rotor bien aligné sur la ligne N-S du stator, une inversion d'aimantation trans- forme une position d'équilibre stable en position in- stable, mais ne fournit aucun couple au rotor; il faut donc amorcer son mouvement pour qu'il aille de lui-même à sa nouvelle position stable, à un demi-tour de la précédente. C'est le rôle des goupilles d'indexage 18, 19. Disposées comme sur la figure 5, elles font dévier la position stable du rotor, qui n'est plus-en ligne avec la ligne N-S du stator. De cette manière, dès que les pôles sont inversés, la répulsion magnétique engendre bien le couple qui amorce le mouvement, et le rotor se stabilise en position strictement inversée, car les goupilles 18 et 19 ntétant pas rémanentes, font le même office quel que soit le pôle d'aimant qui se présente à elles. Une nouvelle impulsion dans le môme sens ne modifie rien Une nouvelle impulsion en sens inverse fait à nouveau tourner le rotor de 1800 dans le même sens. On peut aussi remplacer l'ensemble constitué par le noyau du stator et les goupilles par une pièce unique dont les pôles 16 '-18 t et 17 '-19 ' auraient une forme excentrée par rapport au rotor 14 (figure 5). La position d'équilibre se fait au point de réluctance minimale, et l'impulsion comme précédemment. La logique de commande est d'un type classique et,n'a pas besoin d'être décrite. REVENDICATIONS 1 Matrice d'affichage ( 1) formée par les extré- mités aval ( 2) d'un ensemble de fibres optiques ( 3) dont les extrémités amont sont disposées pour recevoir de la lumière d'une source lumineuse, caractérisée en ce quéelle comprend des fibres optiques ( 3) associées à un disposi- tif d'occultation ( 6) interposé sur le chemin de la lumière entre la source lumineuse et le devant de la matrice ( 1) et susceptible de modifier la nature de la lumière émise vers l'avant de la matrice, et un dispo- sitif de commande ( 13) du dispositif d'occultation ( 6) permettant de commander de façon choisie l'occultage de groupes déterminés de fibres de manière à transformer à volonté l'affichage. 20 Matrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'occultation ( 6) est disposé sur le devant de l'extrémité aval ( 2) des fibres concernées ( 3)0 3 o Matrice selon l'une quelconque des revendi- cations 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif d'occultation modifie la couleur et/ou l'intensité de la lumière. 4, Matrice selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif d'occultation est du type optoélectroniqueo Matrice selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositf d'occultation ( 6) est du type électromécaniqueo 6 Matrice selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif d'occultation comporte des disques ( 6) comprenant différents secteurs d'occultation,( 8,9,10) susceptibles de venir s'interposer sur le chemin de la lumière, en fonction d'une rotation commandée par le dispositif de commande ( 13) 2535 o 2 7 AN Matrice selon la revendication 65 caractérisée en ce qu'un m 9 me disque ( 6) est associé à un groupe de plusieurs fibres, venant de la même source lumineuse ou de sources différentes.