Brevet FR2651358A1 — publié le 19910301

L'invention concerne des dispositifs d'af- fichage du type utilisant une matrice rectangulaire de disques rotatifs d'affichage, dont une face est colorée de façon lumineuse pour une vision par lumière réfléchie, et dont l'autre face est colorée en noir pour une réflexion minimale de la lumière lorsque cette autre face est exposée. Plus particulièrement, l'invention concerne un éclairage nouveau à points multiples pour un tel ensemble d'affichage matriciel, comportant des disques façonnés de façon à masquer et exposer sélectivement l'éclairage à points multiples. Des matrices de disques tournants à des fins d'affichage ont été décrites dans des brevets tels que les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 4 380 979 et N 4 577 427. Ces matrices utilisent des disques de diverses formes, tournés entre des positions de réflexion et de non-réflexion espacées de 180 . Les disques portent des aimants permanents qui sont commandés de manière électromagnétique pour faire tourner les disques. Etant donné que les disques doivent pouvoir tourner librement et indépendamment les uns des autres, ils sont disposés en un ensemble coplanaire dans lequel ils sont espacés latérale- ment. Les espaces entre les disques sont généralement fermés par des masques présentant des ouvertures multiples dans lesquelles les disques sont exposés. Pour une observation de nuit, les dispositifs d'affichage antérieurs utilisent des lampes qui sont sélectivement allumées et éteintes pour projeter de la lumière à travers les ouvertures des masques lorsque les disques sont tournés dans des positions horizontales d'ouverture complète. Dans des conditions normales de fonctionnement de jour, la présente matrice expose une face des éléments d'affichage ou disques à la lumière ambiante pour afficher tous caractères alpha-numériques ou autres caractères graphiques souhaités sans masque. En l'absence de lumière ambiante, par exemple durant les heures de nuit, un projecteur ou une autre lumière adjacente à chaque élément d'affichage éclaire par l'arrière le contour ou le périmètre du disque d'affichage pour afficher une sil- houette et, de plus, projette un point de lumière hautement visible afin que l'affichage de jour se poursuive en fait la nuit sans changement de la position des disques d'affichage. La grille de lampes ou d'autres sources de lumière peut être allumée par un capteur classique, ou bien peut être toujours allumée de manière à reprendre automati- quement la fonction d'affichage lorsque la lumière ambiante décroît. Les disques sont configurés avec des saillies coplanaires latérales telles qu'ils masquent les points lumineux adjacents aux disques qui sont tournés en position de non-affichage ou d'inversion. Les sources de lumière peuvent être, par exemple, des lampes à incandescence, des diodes électroluminescentes, des fibres optiques, des conduits de lumière, etc. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'un ensemble d'affichage matriciel selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale partielle à échelle agrandie suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective à échelle agrandie d'une unité ou d'un bloc d'affichage représenté tourné dans une position horizontale; - la figure 4 est une vue en élévation à échelle agrandie, partiellement schématique, montrant la forme d'un disque d'affichage proprement dit, tel qu'uti- lisé dans la matrice de la figure 1 et dans les unités d'affichage des figures 2 et 3; - la figure 5 est une élévation d'une autre unité d'affichage utilisant un disque d'affichage de forme rectangulaire; - la figure 6 est une vue de face d'un panneau d'affichage sans disques d'affichage, montrant un ensemble rectangulaire de conduits de lumière qui peuvent être utilisés avec une matrice de disques d'affichage tour- nants; - la figure 7 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 7-7 de la figure 6; - la figure 8 est une vue arrière d'une partie de l'ensemble de conduits de lumière, suivant la ligne 8-8 de la figure 7; la figure 9 est une vue en coupe horizontale partielle à échelle agrandie suivant la ligne 9-9 de la figure 7; et - la figure 10 est une vue en coupe verticale partielle suivant la ligne 10-10 de la figure 9. En référence à présent aux dessins sur lesquels les mêmes références numériques désignent des éléments identiques ou correspondants, la figure 1 illustre un ensemble d'affichage matriciel désigné globalement par la référence numérique 10, qui comporte un panneau ou tableau vertical rectangulaire non réfléchissant ou noir 12 sur lequel est monté un ensemble rectangulaire de dispositifs à disques d'affichage. Chaque dispositif ou unité 20 à disque comporte un disque d'affichage 22 plat et globale- ment circulaire. Les dispositifs à disques 20 sont représentés alignés en sept rangées verticales et cinq colonnes verticales pour former un total de 35 unités dans l'ensemble d'affichage matriciel 10. Chaque disque comporte une face d'affichage colorée 24 réfléchissant la lumière et une face noire ou non réfléchissante 26, et il peut être tourné vers l'une de deux positions afin que soit la face colorée 24 soit tournée vers l'avant et exposée à la lumière ambiante dans une position d'affichage comme indiqué par les disques d'affichage 22', soit la face non réfléchissante 26 soit tournée vers l'avant en position d'inversion comme représenté par les unités d'affichage 22''. Les figures 1, 2 et 3 montrent que chacun des disques 22 de l'unité d'affichage 20 est supporté de façon à pouvoir tourner par une console rectangulaire 30 de forme en U fixée par sa face arrière à la face non réfléchissante 21 du panneau ou tableau 12 d'arrière-plan. La console 30 comporte deux branches 32 percées à leurs extrémités libres respectives pour permettre le tourillonnement d'un axe 34 qui est fixé à des lames espacées 36 aux extrémités opposées d'une console 38 fixée à la face arrière ou non réfléchissante 26 du disque 22. L'extrémité extérieure de l'axe 34 porte un aimant permanent 40 comportant des pâles N et S espacés et diamétralement opposés. L'aimant tourne à proximité immédiate d'une pièce polaire 42 d'un électro- aimant 34 logé dans un trou 46 du panneau 12. Une colonne 50 à lampe cylindrique, portant une lampe 52, est logée dans un trou 48 espacé latéralement de la console 30 et en arrière du disque 22. Des fils 52' relient la colonne 50 à un circuit d'alimentation en énergie destiné à alimenter toutes les lampes 52 en même temps. Des fils 54 partent de l'électro-aimant 44 pour l'exciter sélectivement lorsque l'on souhaite tourner la face réfléchissante 24 ou la face non réfléchissante 26 vers la position d'observation. La lampe 52 est placée de façon à être disposée dans la ligne de visée d'une languette 28 faisant saillie du disque 22 lorsque ce dernier est tourné vers une position de non-affichage telle que montré par les disques 22" sur la figure 1 et le disque 22 sur les figures 2 et 3. La languette 28 arrête alors la lumière provenant de la lampe 52. Lorsque les disques sont tournés vers la position d'affichage des disques 22' sur la figure 1, leur face colorée 24 étant tournée vers l'avant, les lampes 52 sont exposées car les languettes 28 sont tournées vers le bas. Les axes de rotation des disques 22 sont disposés à environ par rapport aux bords horizontal et vertical du panneau 12. Cette orientation des axes 34 permet la meilleure utilisation des espaces entre les ensembles ou unités de disques 20 et rend possible de prévoir une lampe 52 de projection à proximité immédiate de la périphérie de chaque disque 22. Toutes les lampes 52 sont disposées dans une grille ou un réseau coplanaire placé en arrière de l'emplacement commun des disques 22. Grâce à cet agence- ment, les lampes 52 peuvent projeter les faisceaux lumineux vers l'avant des disques 22 qui sont en position d'af- fichage et, dans le même temps, les faisceaux lumineux renvoient de la lumière sur les disques affichés pour souligner les silhouettes des lampes, la nuit, en l'absence de lumière ambiante. Les languettes 28 arrêtent et occultent la lumière de toutes les lampes situées en arrière des disques 22 qui sont dans une position inversée non réfléchissante de non-affichage. La figure 4 montre un disque d'affichage 22 à échelle agrandie. Le disque 22 présente une périphérie circulaire 23 sur environ les sept-huitièmes de sa longueur, soit environ 315 . En un point P, le disque 22 est prolongé tangentiellement suivant une ligne L pour rejoindre une ligne L' prolongeant une corde à partir d'un point P'. Ceci définit une languette 28 ayant un angle au sommet d'environ 90 et des bords mutuellement perpen- diculaires 27, 29. Le bord 29 peut être plus court que le bord 27. La languette doit être assez grande pour masquer la lampe 52 lorsque le disque adjacent 22 est dans sa position retournée de non-affichage. Dans le fonctionnement de la matrice d'af- fichage, plusieurs disques 22 peuvent être tournés pour indiquer un caractère. Par exemple, sur la figure 1, seize disques 22' sont tournés pour afficher la lettre "A", tandis que les disques restants 22" et le panneau 12 constituent un arrière-plan noir ou non réfléchissant. Les lampes 52 peuvent être allumées par un capteur de lumière classique, ou bien peuvent être allumées en continu et, dans ces conditions, pendant le jour, la lumière provenant des lampes 52 n'est que faiblement visible, en raison de la lumière ambiante beaucoup plus intense éclairant les disques d'affichage. En l'absence de lumière ambiante, par exemple la nuit, les lampes 52 deviennent visibles contre le panneau noir 12 d'arrière-plan. Les lampes 52 définis- sent le même caractère que celui affiché précédemment par réflexion de la lumière à partir de disques adjacents 22' et par éclairage par l'arrière, car elles sont placées dans un plan situé en arrière du plan des disques 22. Ainsi, un affichage nouveau et très efficace du caractère souhaité est réalisé, même en l'absence de lumière réfléchissante atteignant les faces avant 24 du disque d'affichage 22. Les lampes placées en arrière des languettes 26 du disque 22" sont rendues inefficaces à des fins d'affichage, même si elles restent allumées. Si un caractère différent doit être affiché, on peut faire tourner les disques 22 sélectivement, de façon électromagnétique, pour exposer les lampes 52 des disques choisis 22' tandis que la lumière des lampes des autres disques 22" est masquée ou arrêtée. L'invention n'est pas limitée à la forme partiellement circulaire et particulière des disques 22. Par exemple, la figure 5 montre une unité d'affichage 20' ayant un disque d'affichage 22a de forme globalement rectangulaire, comportant une console 38a s'étendant transversalement sur une face noire non réfléchissante 26a. Le disque 22a comporte une saillie ou languette d'extrémité 28a qui recouvre plusieurs lampes 52a disposées en une rangée sur des colonnes respectives 50a adjacentes aux disques 22a, lorsque le disque est tourné par un électro- aimant dans la position représentée en traits mixtes sur la figure 5. En utilisant quatre lampes 52a comme représenté, on donne au disque 22a une plus grande illumination par l'arrière et on souligne sa silhouette par rapport à la face noire 21' d'un panneau 12', et on obtient une projection vers l'avant plus intense des faisceaux ponctuels d'éclairage, qu'avec les lampés simples 52 utilisées dans la matrice 10. Les ensembles à disques ou unités d'affichage 20 et 20' peuvent utiliser des disques d'affichage ayant d'autres formes, par exemple une forme ovale. Dans tous les cas, les disques comportent des saillies ou languettes de bord qui masquent les lumières ponctuelles dans une position retournée des disques et qui exposent les lumières ponctuelles dans la position d'affichage des disques 22a. Au lieu d'utiliser des lampes individuelles à incandescence, il est possible d'utiliser une lampe unique dans un réseau ou une grille de fibres optiques, comme illustré sur les figures 6 à 10. Dans cette grille optique 70, un grand nombre de conduits de lumière 72 sont disposés en un agencement rectangulaire s'étendant vers l'avant. Un panneau noir 12a d'arrière-plan est similaire au panneau 12 de la figure 1, mais il est représenté sans disques d'affichage. Plusieurs trous 48a reçoivent des tronçons extrêmes droits 74 de tubes conducteurs ou conduits 72 de lumière. Les extrémités libres 75 des tubes 72 sont disposées en un ensemble coplanaire afin de servir de sources de lumière ponctuelles. Ici, il y a cinq colonnes verticales d'extrémités 75 de tubes de lumière et sept rangées horizontales pour définir un réseau de trente-cinq sources de lumière correspondant aux trente-cinq lampes 52 utilisées dans l'ensemble matriciel 10 de la figure 1. Les tronçons extrêmes horizontaux et parallèles 74 passent dans les trous 48a vers l'arrière du panneau. Puis les tubes 72 sont coudés verticalement en tronçons 76 et de nouveau horizontalement à des tronçons extrêmes 78 pour aboutir à des tronçons extrêmes verticaux 79. Les tronçons extrêmes sont regroupés en un faisceau rectan- gulaire maintenu par un collier rectangulaire fermé 80. Les extrémités libres 82 des conduits 72 de lumière sont exposées à des faisceaux 83 provenant d'une lampe 84 dans un boîtier 86 à l'arrière du panneau 12a. Cet agencement produit trente-cinq points lumineux à partir de la seule lampe 84 d'illumination. Les conduits de lumière 72 peuvent être réalisés en verre plein ou en matière plastique pleine, ou bien les conduits individuels de lumière peuvent être un conduit optique en fibre de verre ayant la conductivité lumineuse souhaitée. De plus, si cela est souhaité, chacune des lampes 52 peut être remplacée par une diode électrolumi- nescente. Il est évident que la matrice d'affichage peut comporter plus ou moins de trente-cinq unités d'affichage à disques suivant les spécifications et les exigences de toute application d'affichage particulière. Bien que cela ne soit pas illustré, il est évident que l'invention peut être utilisée avec un ensemble d'affichage dans lequel les deux faces de chacun des disques d'affichage ont la même couleur, c'est-à-dire noire et, dans ce cas, l'affichage visuel s'effectue uniquement par des faisceaux lumineux projetés, provenant de la lumière émise par la source de lumière des disques d'affichage qui sont dans la position d'affichage, les disques d'affichage se trouvant dans la position retournée ayant leurs sources respectives de lumière arrêtées par leurs languettes respectives. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'ensemble et à l'unité d'af- fichage décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ensemble d'affichage matriciel de caractères graphiques, caractérisé en ce qu'il comporte un support (12) constituant un arrière-plan non réfléchissant pour l'affichage, plusieurs unités d'affichage (20) montées sur le support en un réseau pour afficher, en coopérant entre elles, ledit caractère, chacune des unités d'affichage com- prenant un disque plat non perforé (22) d'affichage ayant une face (24) réfléchissant la lumière et une face opposée non réfléchissante (26), un moyen moteur (40) situé sur le support, destiné à faire tourner le disque sensiblement suivant l'axe de symétrie dudit disque, entre une position d'affichage réfléchissant la lumière et exposant ladite face qui réfléchit la lumière, et une position retournée exposant ladite face non réfléchissante, l'ensemble comprenant.en outre un moyen d'illumination (52) porté par le support à proximité immédiate du disque et disposé de façon à projeter un faisceau lumineux vers l'avant de la position d'affichage et à projeter un contour dudit disque, lorsque celui-ci est dans ladite position d'af- fichage, ledit disque ayant une partie (28) de bord en saillie, disposée pour arrêter le faisceau lumineux lorsque le disque est dans ladite position retournée, afin que ledit caractère soit affiché dans une lumière ambiante réfléchie lorsque certains des disques sont dans ladite position d'affichage, et que ledit caractère soit affiché, en l'absence de lumière ambiante, par les faisceaux lumineux projetés et par les silhouettes desdits certains disques, formées par les faisceaux lumineux. 2. Ensemble d'affichage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'il- lumination comprennent une lampe (52). 3. Ensemble d'affichage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'il- lumination comprennent une diode électroluminescente. 4. Ensemble d'affichage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'il- lumination comprennent une lampe (84) et un grand nombre de conduits de lumière (72) disposés suivant une grille, tous les conduits de lumière ayant des extrémités libres coplanaires (75) destinées à projeter chacune un faisceau lumineux simultanément vers chacune des unités d'affichage. 5. Ensemble d'affichage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des disques comporte une forme géométrique convenable, et en ce que la partie de bord en saillie est une languette (28) faisant saillie d'une partie du disque, la languette étant coplanaire avec la partie restante du disque pour arrêter efficacement le faisceau lumineux lorsque le disque est dans ladite position retournée. 6. Ensemble d'affichage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'il- lumination comprennent un groupe de lampes (52a) ras- semblées. 7. Ensemble d'affichage matriciel selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacun des disques possède une forme géométrique convenable, et en ce que la partie de bord en saillie est une languette (28a) qui fait saillie de façon coplanaire avec la partie restante du disque pour masquer efficacement le groupe de lampes et pour arrêter les faisceaux lumineux qui en proviennent lorsque le disque est dans ladite position retournée. 8. Unité d'affichage pour un ensemble d'af- fichage matriciel de caractères graphiques, caractérisée en ce qu'elle comporte un disque plat et non perforé (22) d'affichage ayant une face (24) réfléchissant la lumière et une face opposée non réfléchissante (26), un support (12) destiné au montage tournant du disque et formant un arrière-plan non réfléchissant en arrière du disque, un moyen moteur (40) situé sur le support, destiné à faire tourner le disque sensiblement suivant l'axe de symétrie de ce disque entre une position d'affichage dans laquelle il réfléchit la lumière et expose ladite face réfléchissant la lumière, et une position retournée dans laquelle il expose la face non réfléchissante, et une source de lumière (52) portée par le support et disposée à proximité immédiate du disque afin de projeter ledit faisceau lumineux vers l'avant de ladite position d'affichage et de projeter un contour dudit disque lorsque celui-ci est dans ladite position d'affichage, le disque comportant une partie de bord (28) en saillie disposée de façon à arrêter le faisceau lumineux et à masquer la source de lumière lorsque le disque est dans ladite position retournée. 9. Unité d'affichage selon la revendication 8, caractérisée en ce que la partie de bord en saillie du disque est une languette (28) faisant saillie en étant coplanaire avec la partie restante du disque pour arrêter efficacement le faisceau lumineux lorsque le disque est dans ladite position retournée. 10. Unité d'affichage selon la revendication 8, caractérisée en ce que la source de lumière est une lampe (52). 11. Unité d'affichage selon la revendication 8, caractérisée en ce que la source de lumière est une diode électroluminescente. 12. Unité d'affichage selon la revendication 8, caractérisée en ce que la source de lumière est une extrémité libre (75) d'un conduit de lumière (72) compor- tant une lampe (84) à son autre extrémité (82) pour générer ledit faisceau lumineux. 13. Unité d'affichage pour un ensemble d'affichage matriciel de caractères graphiques, carac- térisée en ce qu'elle comporte un disque plat et non perforé (72) d'affichage présentant des faces non réflé- chissantes opposées, un support (12) pour le montage tournant du disque et constituant un arrière-plan non réfléchissant en arrière du disque, un moyen moteur (40) situé sur le support pour faire tourner le disque sensible- ment suivant l'axe de symétrie dudit disque entre une position d'affichage exposant l'une des faces non réflé- chissantes de ce disque et une position retournée exposant l'autre face non réfléchissante du disque, une source de lumière (52) portée par le support et disposée à proximité immédiate du disque afin de projeter le faisceau lumineux vers l'avant de ladite position d'affichage, le disque comportant une partie de bord en saillie (28) disposée de façon à arrêter le faisceau lumineux et à masquer la source de lumière lorsque le disque est dans ladite position retournée. 14. Unité d'affichage selon la revendication 13, caractérisée en ce que la partie du bord en saillie du disque est une languette (28) s'étendant en étant copla- naire avec la partie restante du disque pour arrêter efficacement le faisceau lumineux lorsque le disque est dans ladite position retournée. 15. Unité d'affichage selon la revendication 13, caractérisée en ce que la source de lumière est une lampe (52). 16. Unité d'affichage selon la revendication 13, caractérisée en ce que la source de lumière est une diode électroluminescente. 17. Unité d'affichage selon la revendication 13, caractérisée en ce que la source de lumière est une extrémité libre (75) d'un conduit de lumière (72) ayant une lampe (84) à son autre extrémité (82) pour générer ledit faisceau lumineux.