Brevet FR2566566A1 — publié le 19851227

"Panneau d'affichage de caractères alphanumériques de faibles dimensions". L'invention concerne les panneaux d'affichage de caractères alphanumériques dans lesquels chaque caractère est constitué par une matrice de points lumineux, tels que des diodes électroluminescentes.. De tels panneaux peuvent constituer des "journaux" places en milieu urbain et destines à l'affichage suc- cessif de plusieurs textes correspondant par exemple à des infor- mations Les panneaux de ce genreconnus actuellement oint des caractères dont les dimensions sont suffisamment élevées (5cim pour que l'on puisse monter sur une même cartede circuit imprimé simple face, les;points lumineux d'un caractère et leur circuit de commandes un circuit de commande étant prévu pour chacun des caractères. La place disponible est suffisamment importante, en particulier en ce qui concerne les espaces séparant les caractères, pour que l'on puisse monter un dispositif de commande comprenant unrgistre à décalage comportant au moins autant de cellules qu'il y a de points lumineux dans un caractère, un registre de stockage (latch) et des circuits de commandes individuels à raison d'un par point lumineux tels que des générateurs de courant programmables. Les différents registres à décalage sont chargés à partir d'une mémoire dans laquelle sont mémorisées lestextes à afficher. On réalise ainsi un panneau de type modulaire dont les différents caractères sont indépendants les uns des autres et com- mandés en statique; on obtient alors un panneau qui est à la fois très fiable et bon marché. Ainsi par exemple pour des caractères comportant 7 x 5 diodes électroluminescentes de 5 mm de diamètre: places selon un pas de 7,62 mm, ce qui donne des caractères de 5 cm de haut, les espaces entre caractères et surtout entre lignes sont suffisants pour pouvoir loger sur la carte supportant les dio- des électroluminecentes, un circuit intégré à 40 broches constituant le circuit de commande du caractère. Lorsque l'on désire réaliser des panneaux de dimensions plus réduites, les dimensions des caractères sont plus 2o petites, par exemple 3 cm et l'espace entre les lignes n'est plus suffisant pour pouvoir loger le circuit de commande sur la carte de circuit imprimé en dessous des diodes électrolu- minescentes. I1 neest donc plus possible d'utiliser la tech- nique qui vient d'être décrite pour la comande de chacun des caractères. La présernte invention a pour objet un panneau d'affichage du type précité dans lequel les circuits de com- mande de chacun des caractères sont mon.tés sur la carte de circuit imprimé supportant les points lumineux tout en conser- vant un prix de revient relativement faibleo Conformément à 1 invention sur chaque ligne ou co- lonne du panneau d'affichage1les caractères sont assemblés deux par deux sur une même carte de circuit imprimé qui porte un seul circuit de commande et on effectue un ultiplexage de 1 sur 2 pour commander chacun des deux caractères montés sur, une carte. L'invention permet de limiter au maximum les con- nexions nécessaires; par conséquent chaque carte de circuit imprimé peut être réalisée en technologie double face à trous métallisés, technologie qui présente unfiabilité suffisante; par ailleurs, l'invention permet de conserver la fiabilité de fonctionnement des panneaux duaffichage connuso Selon une autre caractéristique de linvention, les bornes de tous les points lumineux d'un caraçtire opposées à la borne reliée au dispositif de commande, sont reliées entre elles à une borne de retour comune et on prévoit un commutateur pour commuter l'une ou l'autre borne de retour des deux carac- tères d'une même carte afin de réaliser le multiplexage précité. Cette disposition permet de réaliser très facilement le multiplexage en réduisant toujours le nombre des composants pour pouvoir permettre l'implantation du circuit de commande complet sur la carte supportant les deux caractères; le com- mutateur précité peut avantageusement être constitué par deux transistoisreliant chacun une des deux bornes communes précitées 3. à une tension d'alimentation. et commaindés en saturation. Selon une autre caractéristique de l'invention, les registres à décalage précités d'une même colonne ou d'une même ligne de caractères sont charges en parallèle. Cette dis- position permet d'augmenter la vitesse de chargement des.re- gistres de commande des caractères. La fréquence de chargement des caractères est de préférence supérieure à 100 Hz ce qui, compte-tenu de la persistance rétinienne de l oeil, permet d'éviter toute impression de scintillement du panneau lumineux. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description qui suit, faite en se ré- férant aux dessins ci-annexes - la Fig.1 représente schématiquement le circuit de commande d'un caractère d'un panneau d'affichage de type connu. la Fig. 2 est un schéma correspondant au schéma de la figure 1 et illustrant la commande de deux caractères d'un panneau d'affichage conforme à la présente invention. Les panneaux d'affichage de caractères alphanuméri- ques de grandes dimensions tels que les "journaux urbains" qui sont places dans les agglomérations et qui sont destines à dif- fuser un certain nombre de message tels que des informations municipales ou locales comportent des caractères de' grandes dimensions comprenant chacun par exemple 35 points lumineux, à savoir 7 lignes de 5 points lumineux, et les dimensions de ces caractères sont suffisants pour que l'on puisse loger en parti- culier dans les intervalles séparant deux lignes de texte, un circuit de commande complet pour chaque caractère. Dans ce cas les différents points lumineux qui peuvent par exemple être constitués par des diodes électroluminescentes, sont montés sur une carte de circuit imprimé simple face qui comporte un empla- cement libre correspondant à l'intervalle séparant deux lignes de texte et sur lequel est monté le circuit de commande du ca- ractère. La Figure 1 représente de manière très schématique un tel caractère; on voit les diodes électroluminescente dont toute 4. les anodes sont reliées à la masse de léinstallation. Chaque diode électroluminescente (1) est commandée par un générateur de courant programmable (2) relié à sa cathode Les ordres de commande de chacun des générateurs de courant programmables (2) sont fournis par un registre à décalage (3) qui comporte au moins autant de cellules qu'il y a de points dans le caractère consi- déré, dans l'exemple représenté on utilise un registre à décalage à 35 cellules. Les données mémorisées dans le registre à décalage (3) sont envoyées à un registre de stockage (latch)' (4) de même capacité dont les signaux de sortie commandent les générateurs programmables (2) Pour chaque texte à affichera un microprocesseur qui com- mande l'ensemble du panneau charge chacun des registres à décalage (3) avec des données qui correspondent. à des caractères ou signes qui doivent y être affichés. Cette technique de pilotage ne requiert qu'une technologie simple et son prix de revient est donc peu élevé par ailleurs il existe très peu de bruit sur la carte de circuit imprimé. En outre, du fait que chaque caractère est commandé en statique et de manière indépendante, la fiabilité du système est élevée. Dans la pratique l'ensemble du dispositif de commande, à savoir les deux registres et les générateurs programmables, est re- groupé dans un circuit intégré à 40 broches qui peut se loger faci- lement en travers, en dessous des diodes constituant le caractère dans l'intervalle séparant deux lignes de texte, lorsque les carac- tères sont réalisés avec des diodes de 5 mm disposées selon un pas de /10 de pouwe (7,62mm) ce qui correspond à des caractères de cm de hauteur. Lorsque l'on désire réaliser des panneaux d'affichage de dimensions plus réduites, destines- par exemple à des journaux d'intérieur", places par exemple dans des allées marchandes, il est necéssaire de choisir des caractèrEde dimensions plus faibles par exemple des caractères de 3 cm de hauteur et dans ce cas,les distances séparant les caractères et les différentes lignes de texte ne sont plus suffisantes pour permettre de loger les circuits de commande individues de chaque caractère. Selon l'invention, les différents caractères sont regroupés par groupe de 2 caractères voisins dans une même ligne ou dans une même colonne, les caractères d'un même groupe sont assembles sur une même carte de circuit imprimé double face, qui porte sur sa face opposée auKpoint lumineux constitués par les diodes électro- luminescentes un seul circuit de commande du type précité, un multiplexage étant effectué pour que ce circuit commande chacun des deux caractères assemblé sur ladite carte. -10 De cette manière on réalise un dispositif de commande dy- namique qui se raproche d8un dispositif de commande statique puis- quail ne s'agit que d'un ltiplexagede 1 sur 2- par ailleurs, on peut utiliser une technique relativement simple de circuit imprimé doubli face à trous métallisés qui permet de loger à la fois les éléments lumineux des deux caractères et leur circuit de commande. Ceci est schématisé sur la figure 2 o l'on voit les dio- des luminescentes (11) du premier caractère et (12) du caractère voi- sin dans une même ligne dans l'exemple représentéo Les diodes électroluminescentes(11) et 12) sont commandées par un circuit de commande comprenant un registre à décalage et un registre de stockage schématisé en (13) par l'intermédiaire de générateus de courant programmables 14). Avantageusement, le multiplexage est réalisé au niveau du circuit de retour des diodes électroluminescentes (11 et 12). les c'est-à-dire dans l'exemple représenté sur une borne d'ali- mentation (10) sous une tension +V, les générateurs 14 étant reliés aux cathodes des diodes (11, 12) et commandant leur mise à la masse. Les anodes des diodes (11) sont reliées en- semble à une borne de retour commune (15) de manière analogue, les anodes des diodes (12) sont reliées à une autre borne de retour commune (16). Les deux bornes de retour (15) et (16) sont reliées de manière alternative à la borne d'alimentationpar (10) l'intermédiaire d'un commutateur schématisé par deux in- terrupteurs (17) et (18). Avantageusement, ces interrupteurs (17) et (18) sont constitués par deux transistors de faible puissance commandés en alternance en régime saturé à l'état conducteur. X voit que le circuit de ccçorte très peu de coEposants supplé- nnctaires par rapport au circuit de coimnde d'un seul caractère des panneaux d'affichage de type connu. Le nombre de connexions supplémentaires est également ré- duit, si bienqe la réalisation du circuit impriîé double face ne pose pas de problème technologique importanto Il y a lieu de noter en outre, que ce système de commande ne nécessite pas l'utilisation de transistors de grande puissance. Les registres à décalage des circuits de commande des grou- pes de caractères d'une même colonne sont chargés en parallèle; ainsi pour la réalisation d'un panneau dl affichage comportant 7 lignes de 18 caractères, on charge en parallèle les 7 registres d'une même colonne. Les deux caractères d'un me groupe, sont com- mandés de manière alternative, c'est L dire que l'un s deux carac- tères correspondant à une première colonne de caractères est allumé pendant que l'autre est éteint et inversement0 le registre à dé- calage correspondant étant chargé à chaque fois avec les données nécessaires pour la commande du caractière qui est allumé. Le cycle de chargement est effectué à une fréquence qui est au moins égale à 100 Hz de manière à éviter tout phénomène de scin- tillement pour les observateurs en utilisant le phénomène de la persistance rétinienne. Le microprocesseur commandant l'ensemble du panneau d'af- fichage travaille en multitâches et ne peut donc être utilisé pour le chargement des registres à décalage des circuits de commande; on prévoit donc un séquenceur pour piloter le chargement des re- gistres; ce séquenceur comporte essentiellement un mémoire vive (RAM) gui est chargéeen une seule fois par le microprocesseur de commande en fonction di texte à afficher, et cette mémoire vive est lue octet par octet pour le chargement des registres à décalage d'une même colonne. Ce séquenseur comporte également un dispositif de commande de la sélection de l'un des caractères d'un groupe de deux carac- tères, qui coEmnde les!deuxtmza'mnstors de multiplexage. Pour améliorer la fiabilité du système de commande des caractères, la succession du chargement des différents caractères d'une même ligne est conçue de manière à limiter au maximum le 7. nombre de connexions électriques à réaliser. Selon une autre caractéristique de l'iîvention, la mémoire vive précitée est constituée de deux parties, dont la capacité cor- respond chacune à un texte complet à afficher et le chargement des registres à décalage est fait-de manière alternative en lisant l'une ou l'autre des mémoires vives, le séquenceur précité compor- tant un dispositif de commutation à cet effet. La fréquence de commutation des deux parties de mémoire vive est suffisamment faible, l'alternance se faisant à une fré- quence d'environ 1 Hz. Grace à cette disposition, on peut réaliser un clignotement du message affiché sur le tableau. On peut en par- ticulier, afficher alternativement un texte et le même texte avec affichage En noir", les diodes électroluminescentes allumées étant permutées entre les deux textes. Oi obtient donc alors l'affichage alternativement en blanc et en noir environ une fois par seconde, ce qui permet d'obtenir le clignotement désiré. Ce clignotement- peut concerner l'ensemble du texte ou simplement une partie de celui-ci. on voit que l'invention permet de réaliser un panneau d'af- fichage de dimension réduite dont le prix de revient est peu élevé du fait que l'on utilise un circuit intégré pour un groupe de deux caractèreset que l'on utilise une technologie de circuit imprimé double face facile à réaliser. Par ailleurs on maintient le niveau élevé de fiabilité dû à la commande en statique des caractères des panneaux de type connu puisque le multiplexage 1 sur 2 constitue une commande très proche d'une commande statique. 8. 2566566 8. REVENDICATIONS 1 ) Panneau d'affichage de caractère alphanumériquE du type comportant pour chaque caractère ue matrice de points lumineux telles que des diodes électroluminescentes chaque caractère comupor- tant un circuit de commande constitué d'un registre à décalage comportant au moins un nombre de cellules égal au nombre de points lumineux d'un caractère d'un registre de stockage et de dispositifs de commande tels que des générateurs de courant programmables com- mandant chacun un point lumineux, caractérisé en ce que sur chaque ligne ou chaque colonne, les caractères sont assembles par groupes de deux caractères voisins sur une même carte de circuit imprimé qui porte un seul circuit de commande et en ce que l'on effectue un multiplexage de 1 sur 2 pour commander chacun des deux caractères assembles sur une carte. 2 ) Panneau d'affichage de caractères alphanumériques selon la rerendication 1 caractérisé en ce que les bornes de tous les points lumineux (11,12) d'un caractèreopposées à la borne reliée au dispositif de commande (14) sont reliées entre elles à une borne de retour commune (15,16), et en ce que l'on prévoit un commutateur (17,18) pour commuteè': l'une ou l'autre des deux bornes de retour, (15,16) des deux caractères d'une même carte afin de réaliser le multiplexage précité. ) Panneau d'affichage de caractère alphanumériques selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit commutateur (17,18) est constitué de deux transistors reliant chacun une des deux bornes communes précitées (15,16) à la masse, et commandées en saturation. ) Panneau d'affichage de caractère alphanumérique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les registres à décalage (3,13) d'une même çolonne ou ligne de caractères sont charges en parallèle. ) Panneau d'affichage de caractères alphanumériques selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fréquence des chargements des registres à décalage est au moins égale à 100 Hz. 6 ) panneau d'affichage de caractères alphanumériques selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte un 9. 2566566 séquenceur pilotant le chargement des registres à décalage (3,13) et comprenant une mémoire vive chargée par un microprocesseur de com- mande du panneau d'affichage avec des données correspondants au texte à afficher 7 ) Panneau d'affichage de caractères alphanumériques selon la revendication 6, caractérisé en ce que la mémoire vive précitée est constituée de deux parties correspondant chacune à un texte à afficher complet et en ce que ces deux textes sont affichés de manière alternative à une fréquence environ égale à i 1 zo 8 ) panneau d'affichage de caractères alphanumériques selon la revendication 7, caractérise en ce que l'une des parties de la mémoire vive est chargée avec un texte à afficher et l'autre partie est chargée avec des données correspondant à l'affichage en "noir" du texte chargé dans la première partie de la mémoire vive 9 ) panneau d'affichage de caractères alphanumériques selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce les registres à décalage du circuit de commande des caractères d'une même colonne sont charges en parallèle0 la mémoire vive étant lue octet par octet.