Brevet FR2582839A1 — publié le 19861205

La présente invention a pour objet un dispositif d;affi- chage à cristaux liquides fonctionnant en transparence. Un tel dispositif est utilisé pour l'affichage de symboles et de données alphanumériques, résultant par exemple de mesures effectuées par les instruments de bord diun véhi- cule automobile, nautique ou aéronautique. A bord d:un tel véhicule, il est souhaitable que le pilote puisse prendre connaissance des informations affichées sans cesser d'observer l'environnement visible à travers le pare-brise, ou le cockpit, de son véhicule. On connait donc des dispositifs d'affichage à cristaux liquides fonctionnant en transparence, comprenant une plaquette de cristaux liquides, pourvue d'électrodes de commande, normalement transparente, dont des zones, for- mant symboles et caractères, peuvent devenir opaques lors- qu'on applique sur les électrodes de commande des signaux électriques appropriée. Une telle plaquette de cristaux liquides, parce qu'elle peut transmettre ou non la lumière venant de l'arrière de la plaquette, est dite du type "fonctionnant en transmission". Lorsqu'une telle plaquette est maintenue dans le champ de vision du pilote, celui-ci voit donc apparaître les symboles et caractères à afficher en noir sur un fond constitué par le paysage environnant, par exemple. Ce dispositif présente toutefois l'inconvé- nient de nécessiter un fond relativement lumineux et il ne permet pas, de nuit, la lecture des informations af- fichées. On connaiît également d'autres dispositifs d'affichage à cristaux liquides fonctionnant en transparence, éclairés par une source de lumière artificielle et donc lisibles, même de nuit. Dans ces dispositifs, on utilise une plaquette de cristaux liquides d'un type comparable au type précédent, c'est-à-dire fonctionnant en transmission. Une lampe électrique, par exemple, est placée derrière la plaquette. Pour éviter l'éblouissement du pilote par les rayons lumineux provenant de la lampe et passant à travers les zones transparentes de la plaquette, on inter- pose entre celle-ci et la lampe une lame de matériau transparent, pourvue d'une multitude de volets opaques parallèles et obliques, qui fonctionnent comme dans un store vénitien pour dissimuler la lampe au pilote, tout en laissant passer les rayons lumineux obliques à travers les volets. Ces rayons lumineux éclairent les symboles et caractères à afficher, qui diffusent la lumière et ap- paraissent ainsi lumineux sur fond sombre. Un dispositif de ce type, visible de nuit, présente cependant le grave inconvénient de ne pas permettre, de jour, en éteignant simplement la lampe, d'utiliser la lumière ambiante et de faire apparattre les symboles et caractères en surimpres- sion sur le paysage, à cause des volets obliques qui ar- rêtent les rayons lumineux sensiblement horizontaux en provenance de l'extérieur. Ainsi, on ne connatt pas de dispositif d'affichage à cristaux liquides fonctionnant en transparence et permet- tant à la fois un affichage de Jour en surimpression sur le paysage et un affichage lisible de nuit. La présente invention vise à fournir un dispositif de ce type. Elle a pour objet, à cet effet, un dispositif d'affichage à cristaux liquides fonctionnant en transparence, compre- nant une plaquette de cristaux liquides fonctionnant en transmission, caractérisé par le fait que ladite plaquette est disposée devant une lame de matériau transparent comportant une pluralité de volets opaques parallèles, que des moyens canalisent la lumière d'une source lumi- neuse dans une direction sensiblement parallèle à ladite plaquette vers ladite lame disposée pour réfléchir vers ladite plaquette une partie de ladite lumière, lesdits volets étant orientés sensiblement perpendiculairement à ladite plaquette pour arrêter la partie non réfléchie de ladite lumière. Dans le dispositif de l'invention, utilisé par exemple devant le parebrise d'une automobile, les rayons lumineux sensiblement horizontaux en provenance de l'extérieur traversent le matériau transparent, sans être arrêtés par les volets opaques, permettant, de Jour, un affichage en surimpression sur le paysage. De nuit, la partie de la lumière de la source lumineuse qui est réfléchie sur la feuille de matériau transparent éclaire la plaquette sans risque d'éblouissement et la partie non réfléchie de cette lumière, dirigée sensiblement verticalement, est arrêtée par les volets opaques, pour rester confinée à l'intérieur du dispositif afin de ne pas diffuser dans l'habitacle. Dans cette invention, il est remarquable que la demande- resse soit parvenue au résultat cherché en appliquant, de façon nouvelle, un produit connu. En effet, l'emploi, dans les dispositifs d'affichage, d'une lame de matériau transparent, pourvue d'une multitude de volets opaques, est connue. Cependant l'art antérieur enseigne touJours son emploi en transmission pour ne transmettre la lumière que dans une certaine direction. L'idée de la demanderesse a été d'utiliser cette lame en réflexion, pour éclairer, dans l'obscurité, à partir d'une source lumineuse située hors de la vue du pilote, la plaquette de cristaux liqui- des, et de combiner cette application nouvelle, en réflexion, avec l'application connue, en transmission, pour parvenir au résultat recherché. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip- tion suivante de la forme de réalisation préférée du dispositif d'affichage de l'invention, faite en se réfé- rant au dessin annexé, sur lequel, - la figure 1 représente une vue de face du dispositif d'affichage de l'invention; - la figure 2 représente une vue de profil du dispositif de la figure 1, et - la figure 3 représente une vue agrandie du détail inté- rieur au cercle III de la figure 2. Un dispositif d'affichage à cristaux liquides, fonction- mant en transparence, se présente à la-vue du pilote d'un véhicule automobile, de façon que sa partie supérieure, dans la représentation de la figure 1, vienne se placer devant la partie inférieure du pare-brise du véhicule, par exemple. Le dispositif d'affichage comprend un bàti 1, agencé pour recevoir, derrière une fenttre 3 pratiquée dans sa partie supérieure, une plaquette 2 de cristaux liquides du type fonctionnant en transmissions, normalement transparente, mais dont des zones 21, formant symboles et caractères, peuvent devenir opaques lorsqu'on applique de façon clas- sique, sur des électrodes de commande reliées à une nappe de fils 22 visible sur la figure 2, des signaux électriques de commande. Comme le montre la figure 2, la partie basse du biti 1 forme une première cavité 5, dans la partie haute de laquelle est ménagée une ouverture, ou fenêtre 7. Une source lumineuse, ici une lampe 8, est montée à l'inté- rieur de la première cavité 5. Une lame de matériau transparent 91 pourvue d'une plu- ralité de volets 92 opaques et parallèles, et de deux faces 93, ici lisses, est disposée obliquement au-dessus de la cavité 5, de façon à former, avec la plaquette 2, une deuxième cavité 6 adjacente et communiquant avec la première cavité 5 par l'ouverture 7. La lame 9 est ici le produit commercialisé sous la marque "Light Control Film" par la Société 3M. Comme le montre la figure 3, les volets 92 sont sensible- ment horizontaux. Le dispositif d'affichage qui vient d'Otre décrit fonc- tionne comme suit. En utilisation diurne, la lampe 8 est éteinte et les rayons lumineux tels que le rayon 30 sensiblement hori- zontaux, en provenance de l'extérieur, après avoir traversé le pare-brise non représenté, traversent les interstices entre les volets 92 de la lame 9 et les zones transparentes de la plaquette 2. Ainsi, les symboles et caractères 21 commandés apparais- sent en noir, en surimpression sur le paysage extérieur. En utilisation nocturne, la lampe 8 est allumée et des rayons lumineux tels que le rayon 40, en provenance de la lampe 8, traversent la fenêtre 7 après des réflexions multiples, non représentées, sur les parois de la cavité , ou sur un réflecteur non représenté parce que classique. Ces rayons lumineux, ainsi canalisés, sont, comme le rayon , réfléchis 2582839 - en partie sur l'interface entre l'air et le matériau transparent 91, interface que représente la face 93 lisse, située du c8té de la plaquette 2. La partie non réfléchie, de direction sensiblement ver- ticale, de la lumière transportée par le rayon 40, est arrêtée par les volets 92, et reste confinée à l'inté- rieur du dispositif, sans diffusion dans l'habitacle. Dans la description qui vient d'être faite, en utilisation nocturne, la lumière de la lampe 8 est réfléchie par l'interface entre deux milieux d'indices différents que représente la face 93 lisse située du c8té de la plaquette 2. Ceci est possible si la lame 9 fait un angle voisin de 45 avec la verticale ou l'horizontale. Ceci n'est pas obligatoire, et la lumière de la lampe 8 peut également être réfléchie par un ensemble de stries horizontales ménagées sur la face 93 de la lame située du côté de la plaquette 2. Dans ce cas, la forme des stries, et en particulier l'angle des minuscules et nom- breuses facettes présentées à la lumière de la lampe 8 peuvent être ajustés pour que la lame 9 puisse faire un angle différent de 45e avec la verticale, par exemple un angle faible pour réduire 1 encombrement du dispositif. La fenêtre 7 peut être une simple ouverture, comme repré- senté, ou elle peut comporter des lamelles opaques orien- tées sensiblement parallèlement à la plaquette 2 pour con- tribuer à canaliser la lumière de la lampe, et s'interpo- ser, par exemple, sur le trajet de rayons directs issus de la lampe 8 vers la face arrière de la plaquette. Revendications 1. Dispositif d'affichage à cristaux liquides fonctionnant en transparence, comprenant une plaquette (2) de cristaux liquides fonctionnant en transmission, caractérisé par le fait que ladite plaquette (2) est disposée devant une lame (9) de matériau transparent (91) comportant une pluralité de volets opaques parallèles (92), que des moyens (5, 7) canalisent la lumière d'une source lumineuse (8) dans une direction sensiblement parallèle à ladite plaquette (2) vers ladite lame (9) disposée pour réfléchir vers ladite plaquette (2) au moins une partie de ladite lumière, les dits volets (92) étant orientés sensiblement perpendicu- lairement à ladite plaquette (2) pour arrêter la partie non réfléchie de ladite lumière. 2. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens (5, 7) de canalisation de ladite lu- mière comprennent une cavité(5), à l'intérieur de laquelle est disposée la source lumineuse pourvum de parois opaques et munie de moyens réflecteurs et comportant une fenêtre (t 3. Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel des stries sont ménagées sur la face (93) de la lame (9) située du côté de la plaquette (2), afin de réfléchir ladite lumière vers ladite plaquette. 4. Dispositif d'affichage selon la revendication 2, dans lequel ladite fenêtre (7) comporte des lamelles opaques orientées sensiblement parallèlement à ladite plaquette (2) pour s'interposer sur le trajet des rayons directs issus de la lampe (8)