Brevet FR2670287A1 — publié le 19920612

La présente invention a pour objet un indicateur analogique comprenant une aiguille mobile devant un cadran et éclairée par une source lumineuse. Un tel indicateur est utilisé notamment dans le domaine automobile, sur les tableaux de bord, pour indiquer la vitesse du véhicule, ou le régime du moteur, ou encore le niveau de carburant, la pression d'huile ou toute autre grandeur utile au conducteur. On connaît déjà des indicateurs du type défini cidessus, dans lesquels l'aiguille est réalisée en matériau plastique transparent comme du polycarbonate. Pour obtenir un aspect coloré, on dépose une couche de couleur sur la face de l'aiguille tournée vers le cadran. La lumière de la source lumineuse pénètre en général dans l'aiguille au voisinage de son axe de rotation soit directement, soit après guidage dans un guide de lumière. Après reflexion de cette lumière sur une surface convenablement orientée pour l'envoyer vers le corps de l'aiguille, cette lumière se trouve en partie guidée par reflexions internes successives et en partie diffusée ce qui donne à l'aiguille un aspect lumineux. Dans ces indicateurs connus, l'aiguille n'apparaît pas comme étant très lumineuse, sauf si on utilise une source lumineuse très puissante, ce qui pose notamment des problèmes de coût et d'échauffement. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en procurant un indicateur dans lequel l'aiguille apparaît comme particulièrement lumineuse sans nécessiter l'emploi d'une source particulièrement puissante. A cet effet, elle a pour objet un indicateur analogique comprenant une aiguille mobile devant un cadran et éclairée par une source lumineuse, caractérisé par le fait que l'aiguille est réalisée dans un matériau transparent chargé par une substance fluorescente. Dans le dispositif de l'invention, la substance fluorescente transforme en lumière de grande longueur d'onde la totalité de l'énergie qu'elle reçoit en provenance de la source, ce qui explique qu'elle apparaisse beaucoup plus lumineuse que dans les dispositifs connus, qui transforment en chaleur une partie de la lumière de la source. Ce résultat remarquable a été obtenu par la demanderesse car elle a eu l'idée d'utiliser pour réaliser l'aiguille un matériau certes connu, mais pour une utilisation différente. En effet, il est connu d'utiliser un tel matériau transparent chargé par une substance fluorescente, mais sous forme de plaques, dans lesquelles les faces servent à collecter la lumière ambiante qui est transformée, à l'intérieur du matériau, en lumière de fluorescence avant de ressortir par les tranches, qui apparaissent ainsi particulièrement lumineuses. Dans la présente invention, l'aiguille ne présente évidemment pas la forme d'une plaque et ne comporte pas véritablement de surface de collection de la lumière ambiante. Dans une première forme de réalisation, ladite source lumineuse est une source émettant dans l'ultra-violet. Dans ce cas, la demanderesse a constaté que l'aiguille apparaît particulièrement brillante et lumineuse. Ce résultat est d'autant plus surprenant que les longueurs d'ondes connues pour activer la fluorescence sont les longueurs d'onde comprises entre 370 et 550 nm, c'est-àdire des longueurs d'onde du spectre visible supérieures aux longueurs d'onde de la lumière ultra-violette, dont la limite supérieure est de l'ordre de 370 nm. Dans une deuxième forme de réalisation, ladite source lumineuse est de longueur d'onde supérieure à celle de la couleur de ladite substance fluorescente, il est prévu des moyens pour faire varier l'intensité de ladite source en réponse à un signal extérieur à visualiser. Le signal extérieur en question est le plus souvent représentatif du franchissement d'une valeur limite, par une grandeur quelconque, et notamment par la grandeur affichée par le dispositif analogique, par exemple un seuil haut pour la vitesse du véhicule ou le régime du moteur, ou encore un seuil bas pour le niveau d'essence, la pression d'huile, et ainsi de suite. Dans ce cas, en l'absence de franchissement du seuil, l'aiguille apparaît de sa couleur naturelle, par exemple verte. En cas de franchissement du seuil, la source lumineuse est activée. Celle-ci étant de longueur d'onde supérieure à celle de la couleur verte, et par exemple de couleur rouge, cette lumière rouge se propage dans le matériau de l'aiguille, quasiment transparent pour cette longueur d'onde. Selon l'intensité de la source rouge, l'aiguille apparaît alors en jaune, en orange ou en rouge.Le changement de couleur de l'aiguille permet donc d'indiquer le franchissement du seuil au conducteur du véhicule. Naturellement, les première et deuxième formes de réalisation peuvent être combinées. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante des deux formes de réalisation de l'indicateur de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe d'une première forme de réalisation d'un indicateur analogique conforme à la présente invention, et, - la figure 2 représente une vue en coupe d'une deuxieme forme de réalisation d'un indicateur analogique conforme à la présente invention. En se référant à la figure 1, un indicateur analogique comprend une aiguille 1 mobile devant un cadran 2. L'aiguille 1 est mobile autour d'un axe 10, autour duquel elle est entraînée par un dispositif non représenté dans un souci de simplicité, afin qu'elle indique, compte-tenu des graduations du cadran 2, la valeur d'une grandeur analogique à visualiser. L'aiguille 1 est réalisée, par exemple par moulage, dans un matériau transparent chargé par une substance fluorescente. Ici, le matériau dont il s'agit est un polymère transparent optiquement pur de la famille polyméthylméthacrylate (PMMA) coloré par un colorant fluorescent et commercialisé par exemple par la société BAYER AG sous la marque déposée "Lisa", ou par la Société BASF sous la marque déposée "Lumogen". Dans l'exemple décrit, la substance fluorescente est choisie pour que l'aiguille apparaisse de couleur verte en éclairage normal, mais elle pourrait être de toute autre couleur, et notamment bleue, jaune ou orange. Une source lumineuse 3, émettant dans l'ultra-violet, est disposée en regard de l'aiguille 1, du côté opposé au cadran 2, pour éclairer l'aiguille 1 sur toute sa longueur. La source lumineuse 3, par exemple une lampe à décharge, est alimentée par une alimentation électrique 4 tant que l'indicateur est en service. Du fait qu'elle est éclairée par la source ultraviolette 3, l'aiguille 1 apparaît comme particulièrement lumineuse et brillante, et sa couleur se trouve renforcée. Les particules fluorescentes d'une part, et le revêtement de type connu dont est pourvue la face de l'aiguille 1 en regard du cadran 2 d'autre part, sont excités par la source ultra-violette 3 et diffusent de la lumière dans le domaine visible. A titre d'exemple, dans le cas présent où l'aiguille 1 est de couleur verte, des mesures de luminance de l'aiguille effectuées en éclairage ambiant avec la lampe 3 éteinte ou allumée, montrent que la luminance de l'aiguille 1 est multipliée par un facteur de l'ordre de 3.107 lorsqu'elle est éclairée par la source ultra-violette 3. Sur la figure 2, on retrouve l'aiguille 1 et le cadran 2, identiques à ceux de la figure 1. La lampe 3 est remplacée par une source lumineuse 3', de longueur d'onde supérieure à celle de la couleur de la substance fluorescente. La source lumineuse 3' est disposée au voisinage de l'axe 10, derrière le cadran 2. Le cadran 2 est normalement opaque, mais il comprend une fenêtre 20 qui permet à la lumière de la source 3 de pénétrer dans la base de l'aiguille 1. La lumière ultra-violette est réfléchie, par réflexion totale sur une surface inclinée 11, vers le corps de l'aiguille à l'intérieur duquel elle se propage, ou elle est diffusée par le revêtement de la face de l'aiguille 1 en regard du cadran 2. Ici, et toujours en supposant que l'aiguille 1 est de couleur verte, la source 3' est une diode électro-luminescente de couleur rouge. Ici, la source 3' est alimentée par une alimentation 4' en réponse à un signal de commande extérieure CE à visualiser. Par exemple, lorsque l'indicateur analogique sert à indiquer le niveau de carburant dans le réservoir, le signal CE représente le franchissement d'un seuil bas par ce niveau, au delà duquel il est préferable de remettre du carburant. Tant qu'il y a assez de carburant, le signal CE est par exemple au niveau bas, la diode 3' est éteinte, et l'aiguille 1 apparaît verte. Dès que le niveau du carburant passe en dessous du seuil, un détecteur commande le passage au niveau haut du signal CE, ce qui provoque l'allumage de la diode 3', et illumine en rouge l'aiguille 1.En effet, la caractéristique de transmission du matériau vert dans lequel est réalisée l'aiguille 1 montre que ce matériau est quasiment transparent pour les longueurs d'onde supérieures à 520 nm, et donc pour les longueurs d'onde de la lumière rouge de la diode 3'. Naturellement, l'aiguille 1 ne devient rouge, lorsque la diode 3' est allumée, que si celle-ci est relativement puissante, de façon à ce que la couleur rouge induite par la diode 3' l'emporte sur la couleur verte naturelle de l'aiguille 1. En diminuant la puissance lumineuse émise par la diode 3', il est possible d'obtenir toutes les teintes intermédiaires entre le rouge et le vert. Ceci peut être mis à profit pour obtenir des effets visuels particuliers, évidemment à la portée de l'homme du métier. De même, il est possible de prévoir un clignotement de la diode 3', de façon à ce que l'aiguille 1 apparaisse alternativement verte et rouge pour attirer encore plus l'attention du conducteur du véhicule, par exemple. Bien entendu, il n'est pas absolument obligatoire que le signal CE soit lié à la grandeur indiquée par l'aiguille, et il pourrait être relatif à une grandeur différente. Comme le matériau de l'aiguille, quelle que soit sa couleur, présente toujours une caractéristique de transmission correspondant à une quasi-transparence pour les longueurs d'onde supérieures à celle de la couleur de la substance fluorescente qui le charge, d'autres combinaisons de couleurs que la combinaison vert-rouge de l'aiguille 1 et de la diode 3' sont possibles. C'est ainsi que l'aiguille 1 peut être bleue, la diode 3' étant soit verte, soit jaune, soit orange, soit rouge. L'aiguille 1 peut aussi être jaune, la diode 3' étant soit orange, soit rouge. L'aiguille 1 peut encore, par exemple, être orange, la diode 3' étant rouge. Naturellement, il est possible de combiner les formes de réalisation des figures 1 et 2, en éclairant l'aiguille à la fois avec une source ultra-violette comme la source 3 et avec une source de longueur d'onde suffisante comme la source 3'. Il est évidemment à la portée de l'homme du métier de prévoir des effets visuels particuliers en utilisant deux ou plusieurs sources telles que la diode 3', et en prévoyant, de manière connue, plusieurs entrées de lumière dans l'aiguille 1. Revendications 1. Indicateur analogique comprenant une aiguille (1) mobile devant un cadran (2) et éclairée par une source lumineuse (3; 3'), caractérisé par le fait que l'aiguille (1) est réalisée dans un matériau transparent chargé par une substance fluorescente. 2. Indicateur selon la revendication 1, dans lequel ladite source lumineuse (3) est une source émettant dans 1 'ultra-violet. 3. Indicateur selon la revendication 1, dans lequel ladite source lumineuse (3') est de longueur d'onde supérieure à celle de la couleur de ladite substance fluorescente, et il est prévu des moyens (4') pour faire varier l'intensité de ladite source (3') en réponse à un signal extérieur (CE). 4. Indicateur selon la revendication 2, dans lequel il est prévu une deuxième source lumineuse (3'), de longueur d'onde supérieure à celle de la couleur de ladite substance fluorescente, et il est prévu des moyens (4') pour faire varier l'intensité de ladite source (3') en réponse à un signal extérieur à visualiser.