Brevet FR2572548A1 — publié le 19860502

DISPOSITIF DE VISUALISATION ET SON APPLICATION A- UN SYSTEME DE VISUALISATION TETE HAUTE ET A UN RETICULE D'INSTRUMENT OPTIQUE L'invention concerne un dispositif de visualisation, destiné à être inséré sur un trajet optique et sur lequel sont présentées des informations dont certaines sont à libellés figés sélectionnables et dont d'autres sont à libellés variables. Elle concerne également son application à un système de visualisation tête haute et à un réticule d'instrument optique. Actuellement, les systèmes de visualisation tête haute c'està-dire concernant le champ de vision de l'oeil sont réalisés à partir d'une surface semi-réfléchissante ou transparente sur laquelle sont projetées des images générées hors du champ de vision de l'oeil. Un des inconvénients que présentent ces systèmes utilisant des techniques de projection est que le système constitué par la surface semi-réfléchissante et le dispositif de projection d'images est lourd et encombrant. Concernant les systèmes de visualisation utilisés actuellement comme réticules d'appareils optiques, tels que microscope, périscope, télémètre etc., ils sont le plus souvent constitués par une lame transparente où sont gravées les informations comme des repères jugés utiles, sans possibilité de modifications de ces informations. Un des inconvénients de ces systèmes réside dans le fait que les informations sont figées définitivement puisque gravées sur la lame. Les informations peuvent être également obtenues par un système d'incrustation d'images générées hors du champ optique de l'observateur. Il existe de plus un autre type d'inconvénients présentés par ces systèmes de visualisation en éclairage réduit ou en éclairage trop violent au contraire - plein soleil par exemple - les informations apparaissent peu lisiblement. Le problème technique posé est celui de la réalisation d'un dispositif de visualisation qui soit transparent de façon à pouvoir être mis en superposition directe dans le champ de vision soit de l'oeil soit d'un appareil optique. Le but de l'invention est de pallier ces divers inconvénients en proposant un dispositif de visualisation destiné à être inséré sur un trajet optique, comportant un écran de visualisation transparent photoémissif. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'écran comporte des zones où le libellé des informations est rendu opaque afin de présenter un mode de fonctionnement possible en contraste inversé, ce qui a pour but de pallier le second type d'inconvénients cités à propos des dispositif actuels à savoir les problèmes de lisibilité des informations selon certains éclairages particuliers. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les figures suivantes qui représentent : - les figures 1 et 2 : un mode de réalisation d'un écran constituant un dispositif de visualisation selon l'invention, vu en perspective et en coupe transversale; - la figure 3 : un exemple d'informations affichées par un dispositif selon l'invention; - la figure 4 : un exemple d'utilisation dite tête haute d'un dispositif selon l'invention - la figure 5 : un exemple d'utilisation comme réticule d'un dispositif selon l'invention; - la figure 6 : un dispositif de visualisation selon l'invention placé comme réticule d'un instrument d'optique. Les figures 1 et 2 montrent un mode de réalisation non limitatif d'un écran constituant un dispositif de visualisation selon l'invention, cet écran étant transparent et émetteur de lumière. La figure l représente une vue en perspective et la figure 2 une vue en coupe transversale. Cet écran l comporte une première lame de substrat transparent 2, du verre par exemple, de quelques millimètres d'épaisseur et destiné à supporter un empilage de couches. Sur une première face 11 de cette lame de substrat transparent est déposée une première électrode 3 transparente. Cette électrode 3 présente au moins une zone de prise de contact électrique 4 , par exemple à une de ses extrémités et elle a la forme de l'information que l'on souhaite faire apparaître à l'endroit où elle se situe. Cette électrode peut être en oxyde d'indium par exemple, dopé à l'étain. Son épaisseur est très faible, quelques centaines à quelques milliers d'angströms. Par-dessus sont empilées deux couches d'isolant 5 et 6 enserrant une couche électroluminescente 7 , ayant la propriété de devenir lumineuse sous l'effet d'un champ électrique. Pour accéder à la zone de prise de contact électrique 4 de l'électrode 3, ces trois couches 5, 6 et 7 présentent au moins une entaille 8 donnant accès à l'électrode 3. Les couches isolantes 5 et 6 sont par exemple en oxyde d'aluminium de quelques dizièmes de microns d'épaisseur. La couche électroluminescente 7 est par exemple en sulfure de zinc dopé au manganèse et a une épaisseur de quelques dizaines de microns. Sur la deuxième couche isolante 6 est déposée une seconde électrode 9 transparente dont la surface en regard de l'électrode inférieure constitue le motif émetteur de lumière. Elle présente au moins une zone 10 de prise de contact, à une de ses extrémités par exemple. Elle est par exemple de même nature que la première électrode 3 La forme des deux électrodes transparentes 3 et 9 peut être obtenue par photogravure classique . Quand une tension électrique appropriée est appliquée entre les deux électrodes 3 et 9, la couche électroluminescente 7 devient émissive de lumière dans la zone délimitée par les surfaces en regard des deux électrodes 3 et 9. A ces différentes couches qui viennent d'être décrites, peuvent être ajoutées les autres couches suivantes. Sur la face 12 de la lame de verre 2 , opposée à la face 11, peut être déposée une couche anti-reflet utile pour des applications particulières de l'écran selon l'invention pour lesquelles des éclairages incidents pourraient perturber la visualisation des informations. Sur la face 11 de la lame de verre 2, une couche 13 d'oxyde d'aluminium ou de silicium par exemple peut être déposée, avant la première couche isolante 5. Cette couche 13, de faible épaisseur quelques centaines d'angströms -, est destinée à servir de barrière ionique, préservant les couches adjacentes de migration d'ions issus de la lame de verre. Ce dépôt a pour but d'améliorer la fiabilité du dispositif. Enfin, il peut être avantageux de déposer une couche dite de passivation 14 par dessus la deuxième couche isolante 6 et la seconde électrode 9, destinée à protéger les différentes couches précédentes de l'environnement physique et chimique de l'écran. Cette couche est transparente et comporte des entailles 8 et 80 colncidant avec les zones de prise de contact électrique 4 et 10 des deux électrodes transparentes 3 et 9. Cette couche de passivation 14 peut être par exemple en oxyde d'aluminium de quelques microns d'épaisseur. La disposition des couches qui constituent l'écran du dispositif de visualisation selon l'invention est réalisée selon des procédés de dépôt classique comme la sérigraphie ou le dépôt sous vide en microélectronique. Bien entendu, pour résoudre le problème technique posé c'est-à-dire réaliser un dispositif de visualisation qui à la fois soit transparent et permette la présentation d'informations dont certaines sont à libellés figés et d'autres à libellés variables, il suffit de déposer plusieurs d'électrodes transparentes de même nature que celle des électrodes 3 et 9 précédemment décrites. La figure 3 montre un exemple d'informations qui peuvent être affichées par un dispositif 1 selon l'invention. L'écran de ce dispositif dont le support est transparent, comporte plusieurs d'électrodes transparentes excitant une couche électroluminescente et disposées de façon à permettre la visualisation d'informations diverses.Ainsi, certaines ont un libellé figé 15 -lettres, représentations graphiques -, d'autres ont un libellé figé mais sélectionnable constitué par des segments 16 par exemple -affichage de chiffres à partir de sept segments - ou par des symboles 17 dont la position fournit une indication ; d'autres enfin ont un libellé variable obtenu par combinaison de points 18 déposés selon un arrangement matriciel - affichage de symboles, de caractères ou de graphismes . Le disposition de visualisation selon l'invention peut présenter des informations à libellés figés ou variables ou les deux en combinaison. Comme cela a été précédemment mentionné, un dispositif de visualisation selon l'invention comportant un écran transparent émetteur de lumière peut avoir , entre autres, deux types d'application, le premier concernant un système de visualisation dit tête haute et le second concernant un réticule d'appareil optique. La figure 4 montre un exemple d'application concernant un système de visualisation tête haute dans une cabine de pilotage 19 d'un avion. L'écran transparent I est placé directement dans le champ de vision du pilote 20 et permet de lui communiquer les informations d'assistance qui se superposent à la vision directe qu'il a de son environnement. La figure 5 montre un exemple d'application du dispositif de visualisation selon l'invention en tant que réticule placé dans le corps d'un instrument optique 21, une lunette par exemple. L'écran transparent 1 est vu par l'oeil 22 de l'observateur à travers un oculaire 23. Cet exemple est donné à titre non limitatif de la complexité du système optique dont une caractéristique essentielle sera de renvoyer le plan image de l'écran dans le même plan que celui de l'objet observé ou vu à travers le dispositif. Dans ces deux types d'application, un problème de lisibilité de l'écran transparent peut exister sous fort éclairage arrière, la lumière émise par l'écran et reçue par l'observateur placé devant l'écran étant alors noyée. Une caractéristique de l'invention permet de résoudre ce problème et consiste à déposer une couche opaque 30 sur les électrodes 9 situées le plus loin de l'oeil de l'observateur, le contour de cette couche étant défini par le motif que l'on souhaite voir apparaître quel que soit l'éclairage environnant (figure 1). Ce motif peut colncider avec la totalité du libellé de l'information ou avec une partie seulement. Sous fort éclairage arrière, cette couche opaque joue le rôle de masque et l'information apparaît en contraste inverse c'est-à-dire en sombre sur fond clair. Bien entendu, le libellé des informations n'est plus sélectionnable mais il est conservé en fort éclairage arrière. Seules les électrodes se rapportant aux informations minimales indispensables possèdent cette couche opaque, ce qui permet d'avoir des informations dont le libellé figé est toujours observable soit par émission directe de lumière due à l'excitation de la couche électroluminescente de l'écran soit par contraste inverse. Un écran de visualisation transparent émetteur de lumière possédant cette caractéristique a à la fois des possibilités d'affichage complexe d'informations lumineuses à libellés figés et/ou variables pour un environnement dont l'éclairement est moyen, faible ou nul et des possibilités d'informations à libellés figés par contraste inversé pour un environnement dont l'éclairement est très grand. Cette couche opaque peut être une couche métallique, dépo sée et gravée sur les électrodes, suivant le motif voulu. Elle peut être aussi constituée par une impression sérigraphique au-dessus la couche de passivation. Dans le cas d'une couche opaque métallique, la largeur de ses motifs peut être de très faible largeur, 5 à 10 microns, ne représentant qu'une faible superficie en regard de la superficie totale de l'écran transparent. Pour obtenir un meilleur contraste des informations émises par l'écran, selon la luminosité ambiante, on peut adjoindre à l'écran un dispositif détecteur photoélectrique mesurant l'intensité lumineuse de l'environnement arrière de l'écran et des moyens de commande de la tension appliquée entre les électrodes, ces moyens étant asservis au détecteur photoélectrique de façon à obtenir un contraste optimal entre les informations visualisées et l'environnement. Le contraste peut être encore amelioré par l'adjonction d'un filtre coloré différemment, placé derrière l'écran, au cas où l'application de la lumière émise par l'écran autorise une dégradation des couleurs de l'objet observé. Dans une application particulière aux instruments d'optique, il est possible d'agrandir le champ de l'oculaire afin qu'une partie voire la totalité des informations visualisées sur le dispositif placé en tant que réticule soient hors du champ de l'objet d'analyse. L'objet à analyser est éclairé mais les informations ainsi placées sont lumineuses sur un fond sombre. La figure 6 montre un dispositif de visualisation 24 selon l'invention placé comme réticule d'un instrument d'optique. L'objet à analyser 25 apparaît dans le champ du plan image limité par le code 26. L'oculaire, dont le champ est élargi au cercle 27, a ainsi une zone 28, définie entre ces deux cercles concentriques 26 et 27, où les informations lumineuses 29 sont visualisées avec un fort contraste par rapport au fond. Les informations 29 à libellés figés sont ainsi placées dans cette zone tandis que les informations 30 à libellés variables ou figés peuvent se superposer à l'objet à analyser. L'invention n'est pas bien entendu limitée aux modes de réalisation décrits et représentés. Elle comprend également tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont effectuées suivant l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif de visualisation destiné à être inséré sur un trajet optique, caractérisé en ce qu'il comporte un écran transparent photoémissif. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il permet la visualisation d'informations dont les unes sont à libellés figés et dont les autres sont à libellés variables. 3. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que certaines informations à libellés figés sont sélectionnables. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il permet la visualisation d'informations à libellés figés rendus opaques et pouvant être vues par contraste inverse. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte: - une lame de substrat transparent (2); - au moins une première électrode (3) transparente, présentant au moins une zone de prise de contact électrique 4 déposée sur une première face (11) de la lame de substrat (2) - deux couches d'isolant (5 et 6) enserrant une couche électroluminescente (7), déposées sur la lame de substrat (2) et la première électrode (3), présentant au moins une entaille (8) donnant accès aux zones de prise de contact électrique (4) de l'électrode (3) - au moins une seconde électrode (9) transparente, présentant au moins une zone (10) de prise de contact électrique , les surfaces respectives de la première (3) et de la deuxième électrode (9) en regard les unes des autres définissant les formes des libellés des informations visualisées par l'écran. 6. Dispositif selon la revendication 4 et 5, caractérisé en ce qull comporte de plus une couche opaque déposée sur la seconde électrode (9) et dont la surface est définie par le libellé des informations destinées être vues par contraste inverse. 7. Dispositif selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une couche de passivation (14), déposée sur la deuxième électrode (9) et présentant pour chaque électrode au moins une entaille (8 et 80) coïncidant avec les zones de prise de contact électrique (4 et 10) des électrodes transparentes (3 et 9). 8. Dispositif selon les revendications 5 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte de plus une couche anti-reflet déposée sur la face (12) de la couche (2) de substrat transparent, opposée à la face (11). 9. Dispositif selon l'une des revendication 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une couche (13) destinée à servir de barrière ionique, déposée sur la face (11) de la couche (2) de substrat transparent. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un filtre coloré, placé du côté de la seconde électrode (9). 11. Système de visualisation tête haute, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de visualisation selon la revendication 1. 12. Réticule d'un instrument optiques caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de visualisation selon la revendication 1. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le champ de l'oculaire de l'instrument d'optique comporte une zone (28), définie entre deux cercles concentriques (26 et 27), où sont placées les informations (29) à libellés figés.