Brevet FR2554947A1 — publié le 19850517

DESCRIPTION DE L'INVENTION ECRAN VISUEL D'AFFICHAGE MATRICIEL HYDRO-ELECTROMAGTETIQUE. La presente invention concerne un dispositif matriciel d'affichage visuel de principe hydro-electromagnetique permettant la representation a a distance de caractères ou de graphismes a la demande a partir d"une commande electrique appropriee et simple e chacun des points de la matrice. Dans les dispositif connus de ce type d'affichage, le voyant ponctuel de signalisation est un corps mobile affichant la couleur par pivotement sur un axe mecanique ou par emission d'un signal lumineux. Dans le premier cas, le frottement des pieces en mouvement absorbe une proportion notable de l'enegie de la commande d'excitation st limite la vitesse de la commande de changement de couleur L'usure progressive avec le nombre de manoeuvres l'encrassement et la corrosion du mecanisme epose a l'air ambiant limitent la fiabilite des appareils. La solutions generalement adoptee pour le corps mobile et a configuration magnetique ne permet d'afficher qu'une seule couleur et un fond. Dans le l second cas, il y a une consommation importante d'energie en permanence; c'est a dire en dehors des commandes de changement d'etat. Dans tous les cas la selection d'un voyant se fait par l'intermediaire de composant electroniques et de ce fait les matrices sont generalement dimensionnees pour la representation d'un seul caractere a la fois; l'ecran etand obtenu par un assemblage de lignes de matrices d'un caractere. Par ailleurs, 1 "angle de vision est generalement limite d lait de la planeite du voyant ponctuel. L'afficheur matriciel selon l'invention remedie a ces inconvenients et aux limitation des dispositifs actuels. Les. frottements sont quasiment supprimes en immergeant le voyait mobile dans le liquide d'un carter scelle pour remplacer le mecanisme de pivotement. L'energie necessaire aux commandes de changement de position de vozant mobile est egalement reduite entrainant a son tour une simplification des organes de commande. La reduction considerable des frottements permet un positionnement progressif ulterieur a l'instant de la commande electrique qui est immediatement memorisee par -le circuit magnétique fixe ou stator. Il est ainsi possible d'accroitre les performances par augmentation de la vitesse de commande ff en reduisant l'energie necessaire au changement d'état de l'affichage et en augmentant le nombre des couleurs differentes affichablec. De plus l'aspect volumique du voyant mobile permet d'elargir l'angle d'observation de la matrice. L'abaissement de l'energie d'excitation nécessaire a permis une simpli t ication de l'industrialisation de la conversion electro-magnetique de la commande de changement d'etat. Cette simpli+ication de realisation permet de construire des matrices avec un grand nombre de points d'un seul tenant dans les de dimensions et d'un faible poids.Une telle simplification autorise largement la realisation par automates industriel s. Cette realisation rend directement possible l'exploitation de l'ecran matriciel comme s'il s'agissait dun ecran cathodique habituel a la telem-atique. L'accroissement de la fiabilite et l'amelioration de la maintenabilite resultant de la simplification favorisent une disponibilite de tres haut niveau. La description qui va suivre en regard des dessins annexes, donnee a titre d'exemple non limitatifest destinee a bien comprendre comment l'invention peut etre realisee et les particularites qui ressortent tant du texte que du dessin faisant bien entendu partie de la dite invention. Dans l'exemple de realisation représente par la figure 1 en vue de dessus, il s'agit d'un ecran matriciel a -deux couleurs dont le fond. Chacun des points de la matrice est constitue d'un voyant mobile (i) de forme volumiqueS colore exterieurement sur deux zones distinctes ou recouvertes de signes et comportant interieurement un rotor magnétique (2) simple ou double a deux poles en metal magnetique a haute remanence et a haute coercition. Chaque voyant mobile La cavite volumique peut presenter des assymetries ou formes de maniere a interdire les axes de rotation autres que celui prevu initialement. Le carter sclerotique (3) presente a l'avant une cornee transparente (5) pour rendre visible la zone coloree en regard du voyant mobile.Le carter sclerotique (3) est ferme a l'arriere par un obturateur (6) assurant l'etancheite de la cavite de flottaison. Les carters sclerotiques (3) equipes du voyant mobile (19 et de l'obturateur (6) sont poses sur un circuit imprime (7) assurant l'acheminemet des commandes electriques (9) et (10) de positionnement des voyants mobiles. Pour chacun de. points de la matrice, un stator magnetique fixe (8) a haute remanence et a faible coercition dont le cycle ci hysteresis le plus rectangulaire possible, en forme d'espingle a chevaux traverse le circuit imprime (7) en enjambant les conducteurs de commande (9) et (10) appropries. Ce stator magnetique s'enclpse ensuite dans la carter sclerotique (3) pour créer le champ magnetique nécessaire a l'orientation du rotor du voyant mobile (1) et rendre l'assemblage solidaire. Le circuit imprime (7) est parcouru sur une face par une serie de conducteurs horizontaux (9) a raison d'un par ligne de voyants mobiles (1) et sur l'autre face une serie de conducteurs verticaux (10) a raison d'un par colonne de voyants mobiles (1). Chaque stator magnetique (8) de voyant mobile est traverse par deux conducteurs, l'un horizontal (9) sur l'une des faces du circuit imprime (7) et l'autre vertical (10) sur l'autre +ace. Le changement de position d'un voyant mobile est obtenu par l'envoi de deux demi-courants de faible duree et de sens approprie dans les deux conducteurs, l'un horizontal (9), l'autre vertical (10) qui traversent uniquement ensemble le stator magnetique (8) correspondant. L'amplitude des courants doit etre de la moitie corrigee istiquement de la valeur de celui necessaire a renverser l'état magnetique du stator magnetique (8). Il ressort de ce point les contraintes de dispersion des caracter.istiques de coercition des stators magnetiques a respecter. Dans un autre exemple, represente par la figure 2 en vue de cote, il s'agit d'un ecran matriciel a quatre couleurs dont un fond. C'est a dire que le nombre de positions stables du voyant mobile (1) a été augmente en installant pour chacun d'eux, deux stators magnetiques (8.1) et (8.2) dont les commandes d'excitation sont independantes l'une de l'autre. Le rotor magnetique a egalement été dedouble en deux rotors, l'un superieur (2.1), l'autre inferieur (2.2) et decales d'un quart de tour entre eux. Les conducteurs d'exitation appartenent a l'une des façon du circuit imprime sont aussi dedoubles c'est a dire par ligne ou par colonne de voyants. Dans l'exemple il y a un conducteur horizontal (10.1) pour exciter les stators magnetiques superieure, et un autre (10.2) pour ceux en position inferieure. Les differentes positions du voyant mobile sont obtenues par excitation des stators magnetiques dans les quatre combinaisons possibles. Dans un autre exemple encore, represente par la figure 3 en vue de cote, il agit d'un ecran matriciel a quatre couleurs dont le fonds avec un carter souple équipe de micro-facettes de visualisation des couleurs ou signes et dont l'effet peut etre amplifie par un liquide de flottaison fluorescent. Le carter (3) est realise en matiere souple et son dessin est tel que leur association est faite le plus pres des conducteurs de commande de maniere a reduire l'epaisseur de matiere soumise au flechissement. Pouir conserver la souplesse, le circuit imprime est devenu souple ou remplace par des fils rapportes (9), (10.1), et (10.2) sur le couvercle de carter (6) ou dans des gorges appropriece. Dans un autre exemple encore, represente par la figure 4 en vue de face, il s'agit d'un ecran matriciel trichromique. Dans un meme carter sclerotique ou non (3) sont enfermes trois voyants mobiles (1) en forme de cylindre qui peuvent avoir chacun quatre positions distinctes. Chacun des trois voyants mobiles est de la teinte de l'une des trois couleurs fondamentales Rouge, Vert et Bleu, et chacune des quatre positions correspond a quatre degres d9intensite distincts progressifs entre le sombre et le tres lumineux. La commande de positionnement des differents points etant realisce par la combinaison des courants traversant d'une part les conducteurs verticaux (9) d'une. serie de trois points R Y B et d-autrepart les conducteurs verticaux (lO.X1) a (10.X3) pour selectionner l'une des trois couleurs et (10.1X) a (tO.2X) pour selectionner lpintensite des couleurs. Cela perme-t de realiser des matrices dont le point peut varier de couleur a la demande.On pourrait envisager un doublemeni des positions poLir obtenir une meilleure definition des couleurs. Parmi les applications les plus interessantes de l'invention on peut citer lXaffichage a distance de messages visuels de textes ou de graphismes a l'intention d'un public situe a portee de vue.Il remplit la fonction deeran de grande dimension pour terminal telematique public. Par exemple cela concerne des applications telles que la signalisation routiere, autoroutiere, urbaine, portuaire, ferroviaire, aeroportuaire, des edifices importants, des chantier: des usines, de la publicité, des expositions, des manifestations sportives, R E V E N D I C A T I O N S 1. Ecran visual d'affichage matriciel de texte ou de gra phisne, forme de series ou dune etendue de voyants mobiles electromagnetiques ponctuels pouvant pivoter independamment les uns des autres sur eux-mêmes pour presenter des colorations ou das signes differents a la demande, caracterise par le fait que l'articulation dr pivotement de chacun des voyants mobiles est assure par sa juste flottaison dans un liquide pour eviter les frottements et les deboires d'une articulation mecanique. La flottaison de chacun des voyants mobiles pouvant s'effectuer indifferemment dans un carter isole propre a chacun d'eux ou a plusieur ai -'..ein d'un meme carter. 2.Ecran visuel dPaffichage matriciel de texte ou de graphisme selon la revendication 1, caracterise par le fait ique les bobines conventionnelles d'excitation des stators magnetiques de sollicitation des rotors magnetiques des voyants mobiles sont remplacées par un plan de conducteurs commun en tout ou partie a l'ensemble des stators et les traversant a tour de role. Ce plan cle conducteurs pouvant etre realise par un circuit imprime, par tissage de fils ou par deposition de conducteurs e-'-ur Lin plan commun a l'ensemble des voyants mobiles. Ces conducteurs traversant directement les stators oueffectuant une spirale autour de chacune des branches de ces stators. 3. Ecran visuel d'affichage matriciel de texte ou de gra phisme- selon les revendications 1 et 2, caracterise par- le fait que la commande d'excitation de chacun des stators magnetiques de voyant mobile est realisee par la sommation momentanee et en coincidence unique pour le stator desire,des courants partiels des conducteurs traversant chacun des stators, au lieu des circuits a diodes conventionnels, de telle sorte que cette somme soit superieure au courant necessaire au basculement d'etet magnetique pour le point desire et inferieure pour les stators des--- autres voyants mot les. Le cas particulier de la commande d'excitation unique par deux demi-courants, 1 un correspondant a la selection de l'une des lignes de voyants mobiles et l'autre a l'une des colonnes, pouvant etre plus attractif en regard de la dispersion des caracteristiques niagnetiques des stators. des formes de realisation de l'ecran visuel d'affichage matriciel selon les revendications 1,2 et 3 presentent en outre les revendications complementaires suivantes, prises separement ou dans les diverses combinations possibles, indifferemment de celles indiquees preferentiellement dans les preambules ci-apres, en association avec les trois premieres revendications appliquees a l'affichage matriciel. 4.Ecran visuel dUaffichage matriciel de texte ou de graphisme selon les revendications 1 a 3, caracterise par le fait que chacun des voyants mobiles peut etre equipe de plus d'un ensemble magnetique constitue d'un rotor et d'un stator afin d'obtenir plus de de positions stables de chacun des voyants mobiles et ainsi presenter plusieurs couleurs ou signes différents a l'affichage. Cela permet notament de realiser des affichages multicolores ou trichromes par association de triplettes de voyants mobiles comportant chacun un degrade de l'une des trois couleurs fondamentales. 5. Ecran visuel d'affichage matriciel de texte ou de graphisme selon les revendications i a 3, caracterise par le fait que le liquide de flottaison peut contenir une solution de type fluorescent pour servir de conducteur de lumiere et que les zones de couleur du voyant mobile soient drn revetement hautement reflechissant ou phosphorescent afin de renforcer la visibilite des affichages dans les ambiances tres sombres. b.Ecran visuel d'affichage matriciel de texte ou de graphisme selon les revendications 1 a 3, caracterise par le fait que les stators magnetiques agissant sur le rotor des voyants mobiles, de forte remanence pour assurer la stabilite des voyants mobiles au repos et de faible coercition pour reduire l'énergie necessaire au changement de position, sont rapportes a l'unit ou par groupes dans les carters de voyants mobiles en enserrant les conducteurs de commande d'excitation correspondants. Ils peuvent meme servir de fixation des carters entre-eux ou sur le circuit imprime comme le ferait une agrafe. 7.Ecran visuel d'affichage matriciel de texte ou de graphisme selon les revendications i a 3, caracterise par le fait que la face transparente du carter enveloppant le voyant mobile et assurant la visibilite de la couleur ou du signe, peut etre bombee ou plate et presenter des micro-facettes interieures ou exterieures pour elargir encore l'angle de visibilite. B. Ecran visuel affichage matriciel de texte ou de graphisme selon les revendications 1 a 3, caracterise par le fait que les carters de flottaison des voyants mobiles peuvent etre realises en matiere souple ainsi que les circuit de commande d'excitation, de maniere a rendre lsaffichage flexible et lui permettre d'epouser des formes courbes,