Brevet FR2770643A1 — publié le 19990507

La présente invention concerne le domaine des indicateurs à aiguilles, en particulier à aiguilles éclairées, notamment pour tableaux de bord de véhicules automobiles. La majorité des indicateurs à aiguille utilisés de nos jours dans les tableaux de bord de véhicule automobile comprennent une aiguille formée d'un index et d'un moyeu qui lui est transversal, et un moyen d'entraînement tel qu'un logomètre ou un moteur pas à pas, sur l'arbore de sortie duquel est chassé ledit moyeu de l'aiguille. Plus précisément, les aiguilles utilisées classiquement dans les tableaux de bord de véhicules automobiles comprennent un index en matériau optiquement transparent, transversal à l'axe de rotation, formant barreau optique et adapté pour recevoir, généralement au niveau de leur moyeu, un flux lumineux émis par une source externe. Les indicateurs connus ont déjà rendu de grands services. Cependant, il serait souvent utile de pouvoir contrôler avec précision au moins certaines portions de l'aiguille, en particulier de détecter le passage de l'aiguille par des points de consigne, par exemple un point de repos coïncidant avec l'origine de la plage de déplacement, au cours d'un processus de remise à zéro de l'indicateur. Or les moyens d'entraînement du genre moteur pas à pas ou logomètre, utilisés généralement dans les tableaux de bord de véhicules automobiles, ne permettent pas aisément un tel contrôle. Pour ces raisons, il a parfois été proposé de placer sur le cadran associé à l'indicateur, une butée mécanique pour l'aiguille, qui coïncide avec le point d'origine de la plage de déplacement. Cette solution n'est toutefois pas toujours bien acceptée, notamment du fait qu'elle est source de bruit quand l'aiguille vient heurter cette butée. La présente invention a maintenant pour but de proposer de nouveaux moyens permettant de contrôler avec précision la position d'une telle aiguille d'indicateur, sans rique d'être génératrice de bruit. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un indicateur comportant une aiguille formée d'un index susceptible d'émettre un rayonnement électromagnétique et d'un moyeu, et un moyen moteur dont l'arbre de sortie est lié au moyeu de l'aiguille, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à moduler le rayonnement émis par l'aiguille et au moins un récepteur électromagnétique directif placé sur un support fixe et adapté pour détecter le rayonnement émis par l'aiguille. La modulation précitée peut être par exemple une modulation en fréquence ou en amplitude. Le récepteur électromagnétique est de préférence formé en polymère organique. Par ailleurs bien que la plupart des aiguilles connues aient déjà rendu de grands services, beaucoup de ces aiguilles sont le plus souvent assez complexes dans leur structure, notamment en raison de la présence indispensable de surfaces de réflexion, sur l'index, destinées à renvoyer longitudinalement dans l'index, le flux lumineux reçu sur le moyeu, généralement avec une incidence parallèle à l'axe de rotation. En outre ces aiguilles connues ne permettent pas toujours d'obtenir un éclairage homogène sur toute leur longueur. Diverses propositions ont déjà été formulées pour tenter d'améliorer cette situation. En particulier on a déjà proposé d'incorporer une source lumineuse dans l'index des aiguilles, en prévoyant des moyens d'alimentation électrique de cette source lumineuse, formés de spiraux électriquement conducteurs assurant une liaison électriquement conductrice continue entre ladite source lumineuse incorporée dans l'index et une source d'alimentation électrique externe (voir document GB-2004065) ou formés de moyens de transmission d'énergie par transformateur comprenant un bobinage statique lié à une source d'alimentation électrique et couplé magnétiquement à un bobinage mobile lié à l'index (voir document US3909670). A la connaissance des inventeurs ces tentatives d'évolution n'ont cependant pas donné pleinement satisfaction et n'ont pas remplacé les aiguilles classiques décrites précédemment. La présente invention a également pour but de perfectionner les aiguilles pour indicateurs. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à une aiguille comprenant, incorporés, d'une part une source électroluminescente et d'autre part un élément photosensible apte à transformer un flux lumineux incident reçu, en énergie électrique, la sortie de l'élément photosensible étant reliée à la source lumineuse pour alimenter celle-ci. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillé qui va suivre et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: - la figure 1 représente une vue schématique en plan d'un indicateur conforme à la présente invention, - la figure 2 représente une vue schématique latérale d'une aiguille conforme à la présente invention, - les figures 3 et 4 représentent respectivement en vue latérale et en plan un index d'aiguille conforme à une variante de réalisation de la présente invention, - la figure 5 illustre la courbe d'amplitude de signal détecté sur un récepteur électromagnétique, en fonction de l'angle de rotation de l'aiguille par rapport à ce récepteur, et - les figures 6 et 7 illustrent des vues schématiques en plan de deux variantes d'indicateurs conformes à la présente invention. On aperçoit sur la figure 1 annexée, un indicateur conforme à la présente invention comprenant une aiguille 10 déplacée par un moyen moteur 50 en regard d'indications 62 portées par un cadran 60. Le moyen moteur est seulement schématisé sur la figure 1. II peut s'agir d'un logomètre ou par exemple d'un moteur électrique pas à pas. L'aiguille 10 comporte un index 12 transversal à l'axe de rotation et un moyeu..14 centré sur ce dernier. De préférence, le moyeu 14 est chassé directement sur l'arbre de sortie du moyen moteur 50. Cependant, en variante, des moyens d'entraînement intermédiaires peuvent être intercalés entre la sortie du moyen moteur 50 et le moyeu 14. Dans le cadre de l'invention, L'index 12 est adapté pour émettre un rayonnement électromagnétique. De préférence, ce rayonnement électromagnétique est situé en dehors de la plage visible. Un tel rayonnement électromagnétique peut être émis par une source intégrée dans l'index 12. On décrira par la suite un mode de réalisation préférentiel d'une telle source intégrée à base de polymère organique. Une telle source peut être alimentée par tous moyens appropriés, par exemple à l'aide d'un élément photosensible, tel qu'on le décrira par la suite, voire par des spiraux, des moyens électromagnétiques, capacitifs ou tous moyens équivalents. Cependant, selon une autre variante, le rayonnement diffusé par l'index 12 peut correspondre à un rayonnement généré par une source externe introduit dans le moyeu 14 et dévié pour être guidé dans l'index 12. Plus précisément encore, dans le cadre de l'invention, il est prévu des moyens aptes à moduler le rayonnement électromagnétique émis par l'index 12. II peut s'agir par exemple, d'une modulation en fréquence ou d'une modulation en amplitude. L'application d'une telle modulation permet d'éviter les effets parasites de l'environnement. Enfin, dans le cadre de l'invention, il est prévu un moyen récepteur 70 porté par un support fixe pour détecter le rayonnement modulé émis par l'index 12. Le récepteur 70 est de préférence directif afin de détecter le rayonnement uniquement lors du passage à la verticale de l'index 12. De préférence, dans le cadre de l'invention, le récepteur 70 est réalisé à base de polymère organique. Un tel mode de réalisation de récepteur à base de polymère organique sera décrit par la suite plus en détail. De préférence le récepteur 70 est placé sur le cadran 60. Cependant, en variante le récepteur 70 peut être placé sur un autre support fixe. Plus précisément encore, de préférence le récepteur 70 est placé au niveau de l'origine de la plage de déplacement autorisée pour l'aiguille 12 afin de contrôler le retour à zéro de l'indicateur. En effet, il suffit d'arrêter l'alimentation du moyen d'entraînement 50, lors d'un processus de remise à zéro, lorsque le récepteur 70 détecte la présence de l'index 12. Bien entendu, dans le cadre de l'invention, le cas échéant, on peut prévoir de disposer plusieurs récepteurs 70 répartis en des points de consigne sur le cadran 60, si l'on souhaite détecter plusieurs positions successives de l'index 12. Ainsi selon une variante, comme on l'a schématisé sur les figures 6 et 7, le récepteur 70 peut être formé de différentes pistes réparties en regard du trajet de déplacement de l'aiguille 10 pour détecter la position angulaire de cette aiguille sur toute sa plage de déplacement. Pour cela de préférence, le récepteur 70 est formé de plusieurs pistes ou bandes en matériau photosensible, en secteurs de couronne concentriques centrés sur l'axe de rotation de l'aiguille et dont la répartition est adaptée pour former un capteur d'angle absolu quelle que soit la position angulaire de l'aiguille 10. On a ainsi illustré sur les figures 6 et 7 deux variantes de mise en oeuvre de cette disposition selon lesquelles le récepteur 70 est formé de trois pistes concentriques 71, 72 et 73. Ces pistes comprennent des plages de matériau photosensible dont l'amplitude angulaire évolue de manière binaire d'une piste à l'autre. Plus précisément encore pour la figure 6, il s'agit d'un codage binaire classique codé en base 2. Par contre pour la figure 7 il s'agit d'un codage de type Gray pour lequel un seul bit de codage change lorsque l'on passe d'une position angulaire matérialisée par un secteur élémentaire de plus faible amplitude, à la position angulaire suivante. Ainsi les trois pistes 71, 72 et 73 de la figure 6 définissent un codage sur huit positions correspondant aux codages suivants: 000, 001, 010,011,100,101,110, 111. Les trois pistes 71, 72 et 73 de la figure 7 définissent un codage sur huit positions correspondant aux codages suivants: 000, 001, 011, 010, 110,111,101,100. Un avantage d'un tel code Gray est de limiter le risque d'erreur, par rapport à un code binaire classique, en détectant simplement qu'à chaque évolution du code détecté, un seul bit est modifié. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation illustrés sur les figures 6 et 7. En particulier la présente invention n'est pas limitée à un récepteur 70 formé de trois pistes de matériau photosensible. L'invention peut en effet s'appliquer à un récepteur formé d'un nombre de pistes inférieur ou supérieur à 3. Comme on le voit sur la figure 5, I'amplitude du signal détecté par le récepteur 70 dépend largement de la position angulaire de l'aiguille 10 par rapport à ce récepteur 70. Ainsi on peut aussi prévoir un asservissement procédant par analyse de l'amplitude du signal reçu sur le récepteur 70, par exemple par comparaison entre l'amplitude reçue sur le récepteur 70 et une amplitude de consigne correspondant à la position angulaire recherchée, déterminée à l'aide de la courbe de la figure 5, pour détecter la position de l'aiguille en un point non nécessairement superposé rigoureusement au récepteur 70. On a schématisé sur la figure 2 annexée une aiguille 10 comprenant, comme indiqué précédemment, d'une part une source électroluminescente 20 et d'autre part un élément photosensible 30 incorporés dans l'index 12 et/ou le moyeu 14. L'élément photosensible 30 est adapté pour transformer un flux lumineux incident reçu, en énergie électrique. Sa sortie est reliée à la source lumineuse 20 pour alimenter celle-ci. La source électroluminescente 20 peut être formée de tout moyen approprié. II s'agit de préférence d'une source électroluminescente réalisée à base d'une couche de polymère organique. De telles sources électroluminescentes en polymères sont bien connues de nos jours des spécialistes. Elles ont donné lieu à une littérature abondante ces dernières années. On pourra par exemple se référer aux documents Physics World, Novembre 92, page 42 et suivantes, Richard Friend et al. "Polymer LEDS" et WO-A-90 13148. Pour cette raison, la structure de la source électroluminescente 20 ne sera pas décrite dans le détail par la suite. L'élément photosensible 30 peut également faire l'objet de divers modes de réalisation. Cependant de préférence l'élément 30 est également formé à base d'une couche en polymère organique. L'élément photosensible 30 est de préférence sensible à un rayonnement situé en dehors du domaine visible, préférentiellement du domaine infra-rouge ou ultra-violet. La sortie de l'élément photosensible 30 est reliée à la source électroluminescente 20 par tous moyens appropriés 40. Sur la figure 2, ces moyens de liaison 40 sont schématisés sous forme de fils incorporés dans l'index 12 par surmoulage de celui-ci. Sur la figure 3 on a schématisé de tels moyens de liaison 40 sous forme de deux liaisons 42 et 44 réalisées par sérigraphie ou dépôt de pistes électriquement conductrices. La forme générale de l'aiguille 10 est de préférence classique : un index 12 effilé relié à un moyeu 14 assurant la liaison mécanique entre l'aiguille et un moyen d'entrainement 50, tel qu'un moteur pas à pas, un logomètre ou un moyen équivalent. La géométrie de l'aiguille illustrée sur les figures annexées ne doit bien entendu pas être considérée comme limitative. L'élément photosensible 30 est de préférence placé sur le moyeu 14 tandis que la source électroluminescente 20 est de préférence placée sur l'index 12. La source électroluminescente 20 recouvre ainsi de préférence toute la surface de l'index 12. Plus précisément encore, de préférence, l'élément photosensible 30 et la source électroluminescente 20 sont formés sur la surface arrière du moyeu 14 et de l'index 12. Néanmoins on peut prévoir de placer l'un au moins de la source électroluminescente 20 et de l'élément photosensible 30 sur la surface avant de l'aiguille, ou encore dans une position intermédiaire entre la surface arrière et la surface avant de l'aiguille. Selon une variante la source électroluminescente 20 couvre toute la surface de l'aiguille. Ainsi la présente invention permet d'assurer un éclairage homogène de l'aiguille sur toute sa longueur. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. La présente invention permet notamment de réaliser des aiguilles d'éclairage homogène, sans perte de flux lumineux et sans application de couple mécanique résistant. La présente invention peut notamment trouver application dans les tableaux de bord de véhicules automobiles. Cependant elle n'est pas limitée à cette application particulière et peut d'une façon générale trouver application dans tout type d'indicateur. REVENDICATIONS 1. Indicateur, notamment pour tableau de bord de véhicules automobiles, comportant une aiguille (10) formée d'un index (12) susceptible d'émettre un rayonnement électromagnétique et d'un moyeu (14), et un moyen moteur (50) dont l'arbre de sortie est lié au moyeu de l'aiguille (14), caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à moduler le rayonnement émis par l'aiguille (10) et au moins un récepteur électromagnétique directif (70) placé sur un support fixe (60) et adapté pour détecter le rayonnement émis par l'aiguille (10). 2. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la modulation du rayonnement est une modulation en fréquence ou en amplitude. 3. Indicateur selon l'une des revendications 1 ou 2,caractérisé par le fait que le récepteur électromagnétique (70) est formé en polymère organique. 4. Indicateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le récepteur (70) est placé sur le cadran. 5. Indicateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le récepteur est placé au niveau de l'origine de la plage de déplacement autorisée pour l'aiguille (10). 6. Indicateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs récepteurs (70) répartis en des points de consigne pour détecter plusieurs positions successives de l'aiguille (10). 7. Indicateur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le récepteur (70) est formé de différentes pistes (71, 72, 73) de matériau photosensible réparties en regard du trajet de déplacement de l'aiguille (10) pour détecter la position angulaire de cette aiguille sur toute sa plage de déplacement. 8. Indicateur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le récepteur (70) est formé de différentes pistes (71, 72, 73) de matériau photosensible en secteurs de couronne concentriques centrés sur I'axe de rotation de l'aiguille et dont la répartition est adaptée pour former un capteur d'angle absolu quelle que soit la position angulaire de l'aiguille (10). 9. Indicateur selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait que l'amplitude des plages de matériau photosensible sur les différentes pistes (71, 72, 73) évolue selon un codage de type Gray pour lequel un seul bit de codage change lorsque l'on passe d'une position angulaire à la position angulaire suivante. 10. Indicateur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'aiguille (10) comprend une source électroluminescente (20) incorporée et des moyens d'alimentation de celle-ci. 11. Indicateur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation comprennent un élément photosensible (30) apte à transformer un flux lumineux incident reçu, en énergie électrique, la sortie de l'élément photosensible (30) étant reliée à la source lumineuse (20) pour alimenter celle-ci. 12. Indicateur selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé par le fait que la source électroluminescente (20) est formée à base d'une couche de polymère organique. 13. Indicateur selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé par le fait que l'élément photosensible (30) est formé à base d'une couche en polymère organique. 14. Indicateur selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé par le fait que l'élément photosensible (30) est sensible à un rayonnement situé en dehors du domaine visible. 15. Indicateur selon la revendication 14, caractérisée par le fait que l'élément photosensible (30) est sensible à un rayonnement situé dans le domaine infra-rouge ou ultra-violet. 16. Indicateur selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé par le fait que l'élément photosensible (30) est relié à la source lumineuse (20) par des fils (40) incorporés dans l'aiguille par surmoulage de celle-ci. 17. Indicateur selon l'une des revendications 10 à 16, caractérisé par le fait que l'élément photosensible (30) est relié à la source lumineuse (20) par deux liaisons (42, 44) réalisés par sérigraphie ou dépôt de pistes électriquement conductrices. 18. Indicateur selon l'une des revendications 10 à 17, caractérisé par le fait que l'élément photosensible (30) est placé sur le moyeu (14) tandis que la source électroluminescente (20) est placée sur l'index. 19. Indicateur selon l'une des revendications 10 à 18, caractérisé par le fait que la source électroluminescente (20) recouvre toute la surface de l'index (12). 20. Indicateur selon l'une des revendications 10 à 18, caractérisé par le fait que la source électroluminescente (20) recouvre toute la surface de l'aiguille (10). 21. Indicateur selon l'une des revendications 10 à 20, caractérisé par le fait que l'élément photosensible (30) et la source électroluminescente (20) sont formés sur la surface arrière du moyeu (14) et de l'index (12). 22. Indicateur selon l'une des revendications 10 à 20, caractérisé par le fait que l'un au moins de la source électroluminescente (20) et de l'élément photosensible (30) est placé sur la surface avant de l'aiguille. 23. Indicateur selon l'une des revendications 10 à 20, caractérisé par le fait que l'un au moins de la source électroluminescente (20) et de l'élément photosensible (30) est placé dans une position intermédiaire entre la surface arrière et la surface avant de l'aiguille. 24. Indicateur selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens d'asservissement aptes à procéder par analyse de l'amplitude du signal reçu sur le récepteur (70), par exemple par comparaison entre l'amplitude du signal reçu sur le récepteur (70) et une amplitude de consigne fonction de la position angulaire de l'aiguille (10) par rapport au récepteur (70).