Brevet FR2788365A1 — publié le 20000713

L'invention concerne un dispositif d'affichage à cristaux liquides, notamment afficheur de vitesse pour véhicule, par exemple ferroviaire. Toutefois, bien que plus particulièrement prévue pour de telles applications, elle pourra également être utilisée pour afficher tout autre type d'informations et/ou dans tout autre secteur de l'activité économique, notamment ceux dans lesquels la teneur du message visualisé doit être fiabilisée. Actuellement, dans le domaine des afficheurs, il est connu de nombreux appareils mécaniques à organes mobiles, par exemple à curseur et échelle de lecture mobile l'un par rapport à l'autre. Lorsqu'avec de tels appareils, on souhaite fiabiliser la teneur d'un message visualisé, c'est-à-dire, lorsque l'on souhaite s'assurer que celui-ci correspond effectivement aux informations à afficher, on utilise des moyens de mesure des déplacements effectifs de l'organe mobile. Toutefois, si de telles solutions sont relativement satisfaisantes, les possibilités d'affichage des appareils mécaniques restent limitées et ils ne permettent pas de visualiser des messages graphiques et/ou textuels. Pour cela, on connaît au contraire des dispositifs d'affichage à cristaux liquides. Cependant, les solutions utilisées à ce jour pour les fiabiliser sont encore complexes et peu nombreuses. Il a déjà été décrit, par exemple, des appareils dans lesquels les moyens de traitement déterminant la teneur du message affiché sont dédoublés en deux circuits contrôlant chacun des zones de visualisation étroitement imbriquées. En cas de bon fonctionnement, le message apparaît alors en entier tandis qu'en cas d'anomalie, son aspect est dégradé ce qui fait comprendre l'existence d'un défaut. La redondance des moyens de traitement et l'organisation complexe de l'écran rendent néanmoins de tels appareils peu satisfaisants, notamment en raison de leur coût et de leur encombrement. Jusqu'à présent, les dispositifs d'affichage à cristaux liquides 2 2788365 sont ainsi restés peu utilisés dans les domaines o l'information doit être fiabilisée. Cela étant, il a été déterminé par le déposant que les défaillances de tels dispositifs peuvent se classer en deux catégories. Il s'agit d'une part de celles qui sont détectables pendant la fabrication ou qui n'entraînent pas de risque soudain de modifications de la présentation des informations à l'écran sans que cela ne soit aisément détectable par un simple contrôle visuel. Il s'agit d'autre part de celles qui sont indétectables visuellement et risquent donc d'entraîner une présentation erronée des informations, induisant l'utilisateur en erreur sans que celui-ci puisse s'en rendre compte. Il apparaît néanmoins que ces dernières défaillances proviennent essentiellement d'un problème de rupture de liaison électrique au sein du dispositif. Le but de la présente invention est de proposer, à partir de telles constatations, un dispositif d'affichage à cristaux liquides qui pallie les inconvénients précités et qui permette de faire apparaître des messages de natures variées, tout en assurant leur fiabilité. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif d'affichage à cristaux liquides dont la structure et le fonctionnement demeurent simples. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif d'affichage à cristaux liquides dont l'encombrement demeure réduit. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif d'affichage à cristaux liquides dont les coûts, aussi bien les coûts de fabrications initiales que les coûts de maintenance, soient limités. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. L'invention concerne un dispositif d'affichage à cristaux liquides, notamment afficheur de vitesse pour véhicule, par exemple ferroviaire, 3 2788365 comprenant au moins des moyens pour faire varier l'orientation moléculaire desdits cristaux liquides de manière à pouvoir composer un message en fonction des informations à faire apparaître, et des moyens de vérification de la fiabilité du message affiché caractérisé par le fait que lesdits moyens de vérification sont prévus aptes à tester l'affichage à partir d'un signal, dit de relecture, relevé au niveau desdits moyens pour faire varier ladite orientation moléculaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante et parmi lesquels: - les figures la et lb décrivent de manière schématique, res- pectivement, en vue de dessus et en vue de dessous, une partie de l'écran d'un exemple de réalisation du dispositif d'affichage à cristaux liquides conforme à l'invention, -la figure 2 décrit le principe de câblage d'un exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention, -la figure 3 illustre, en vue de face, une partie spécifique de l'écran d'un exemple de mise en oeuvre du dispositif conforme à l'invention. L'invention concerne un dispositif d'affichage à cristaux liquides, notamment afficheur de vitesse pour véhicule, par exemple ferroviaire. Toutefois, bien que plus particulièrement prévu pour de telles applications, elle pourrait également être utilisée pour afficher tout autre type d'informations et/ou dans tout autre secteur de l'activité économique, notamment ceux dans lesquels la teneur du message affiché doit être fiabilisée. Comme illustré aux figures la et lb, le dispositif d'affichage à cristaux liquides conforme à l'invention comprend au moins des moyens 2 pour faire varier l'orientation moléculaire desdits cristaux liquides de manière à pouvoir composer un message en fonction des informations à faire apparaître, la variation de l'orientation moléculaire étant obtenue, par exemple, par application d'un champ électrique. Le dispositif comprend en outre, par exemple, un écran 1 4 2788365 constitué, notamment de deux plaques transparentes entre lesquelles les cristaux liquides sont confinés sur une épaisseur de quelques micromètres. Lesdites plaques transparentes sont revêtues d'un film polariseur, notamment sur leurs faces opposées à celles en contact avec le liquide. En fonction de ladite orientation moléculaire, la lumière subit ou non une transformation et l'aspect de l'écran est rendu ou non opaque au niveau desdits moyens 2 pour faire varier l'orientation moléculaire desdits cristaux liquides, permettant de la sorte la composition du message. Naturellement, un tel exemple d'écran n'est pas limitatif, d'autres technologies d'écrans à cristaux liquides équivalentes, pourront être utilisées par le dispositif conforme à l'invention. Cela étant, pour s'assurer de son bon fonctionnement, celui-ci comprend également des moyens 3 de vérification de la fiabilité du message affiché. Selon l'invention, ces derniers sont prévus aptes à tester l'affichage à partir d'un signal, dit de relecture Sr, relevé au niveau des moyens 2 pour faire varier ladite orientation moléculaire. En effet, selon les travaux faits par le déposant, si lesdits moyens 2 pour faire varier l'orientation moléculaire des cristaux liquides ne présentent pas d'anomalie de fonctionnement, compte tenu de la fiabilité du reste du dispositif, notamment des autres composants de l'écran, la fidélité de l'affichage est alors assurée à un très fort niveau de probabilité. Plus précisément, il apparaît que, en cours d'utilisation, seules des défaillances intervenant au niveau desdits moyens 2 pour faire varier ladite orientation moléculaire semblent susceptibles d'intervenir sans pouvoir être perceptibles par des moyens de détection appropriés. Les défaillances des autres composants sont soit visuellement apparentes soit détectées à l'origine en usine. Il suffit ainsi de s'assurer du bon fonctionnement desdits moyens 2 pour faire varier ladite orientation moléculaire pour s'assurer que les informations affichées ne sont pas erronées, à moins qu'une défaillance d'un autre organe intervienne mais celle-ci sera alors détectable à l'oeil nu et l'utilisateur saura directement que l'affichage doit être considéré comme 2788365 suspect. Pour cela, on relève donc un signal directement au niveau desdits moyens 2 pour faire varier l'orientation moléculaire des cristaux liquides. Avec une telle solution, on peut ainsi disposer, de messages sous forme graphique et/ou textuelle, fiabilisés. Comme illustré, lesdits moyens 2 pour faire varier ladite orientation moléculaire comprennent au moins, par exemple, des électrodes 4, soumises à un signal électrique dit de commande Sc, fonction desdites informations à faire apparaître et déterminant le changement d'orientation moléculaire des cristaux liquides, en cas de bon fonctionnement. Lesdits moyens de vérification 3 comprennent alors, notamment, des moyens 5 pour relever la valeur du signal électrique présent effectivement au niveau desdites électrodes 4, en tant que signal de relecture. Ceux-ci sont appelés dans la suite moyens pour relever le signal de relecture. Ledit signal de commande est appliqué auxdites électrodes 4, par exemple, en un premier point de connexion 6. Ce dernier permet l'application, notamment, d'une tension électrique, constituant ledit signal de commande. Lesdits moyens 5 pour relever le signal de relecture coopèrent quant à eux avec lesdites électrodes 4, par exemple, en un second point de connexion 7, distinct du premier 6. On s'assure ainsi de la valeur de la tension électrique réellement appliquée aux électrodes 4 et donc de l'état optique de l'écran à ce niveau. Lesdites électrodes 4 sont, notamment, de forme allongée et lesdits premier et second points de connexion 6, 7 sont prévus à deux extrémités opposées desdites électrodes 4. On évite ainsi, tout d'abord, l'apparition de courts-circuits. On s'assure en outre de l'équipotentialité du signal sur l'ensemble de la surface de l'électrode et donc de l'activation des cristaux liquides sur l'ensemble de la zone voulue. Il est prévu, par exemple, un circuit électrique 8, dit premier, 6 2788365 pour l'application du signal de commande auxdites électrodes 4 et un circuit électrique 9, dit second, constituant en partie lesdits moyens pour relever le signal de relecture. Afin d'éviter les courts-circuits entre eux, lesdits premier et second circuits 8, 9 sont situés dans deux régions distinctes. Dans le cas d'un message apparaissant sur une ligne, ledit premier circuit électrique 8 est prévu, notamment, au dessus de ladite ligne tandis que ledit second circuit 9 est situé en dessous. Comme illustré une paire dedites électrodes 4 est prévue, notamment, au niveau d'une ou plusieurs zones 10, de répartition donnée en fonction des messages que l'on souhaite pouvoir afficher. Plus précisément, dans chacune des paires, l'une des électrodes 4, par exemple celle prévue en face avant, se présente sous la forme de la zone que l'on veut activer tandis que l'autre électrode 4, par exemple celle prévue en face arrière, s'étend sur une zone plus étendue et sert à plusieurs paires. Dans le cas d'un écran à cristaux liquides tel que précédemment décrit, la ou lesdites électrodes 4 sont prévues transparentes. Il s'agit, notamment, d'électrodes en Indium-Tin-Oxide. Elles sont situées sur la face interne des plaques, c'est-à-dire celles en contact avec le liquide. Cela étant, il est prévu, par exemple, undit signal de commande donné appliqué à chaque paire d'électrodes 4, ainsi que desdits moyens pour relever le signal de relecture 5 pour chacune d'elles. Dans le cas d'un dispositif présentant un grand nombre de zones 10 et donc de nombreuses paires d'électrodes à commander, un multiplexage est alors éventuellement envisageable. La ou lesdites zones 10 se présentent, notamment, sous la forme de segments groupés de manière à pouvoir définir des chiffres et/ou des lettres et/ou des pictogrammes. Lorsque la tension de relecture ne correspond pas à ce que devrait être la tension de commande compte tenu de l'information à afficher, on peut alors conclure à une rupture de segment, c'est-à-dire, notamment, à de 7 2788365 mauvaises connexions électriques et/ou à l'endommagement de la ou des électrodes 4. Pour cela, comme illustré à la figure 2, le dispositif conforme à l'invention comprend en outre, par exemple, des moyens 11 de transformation dits premiers, d'un signal d'entrée Se, fonction des informations à afficher, en dit signal de commande Sc selon une première fonction de transfert donnée, lesdits moyens de vérification 3 comprenant en outre des moyens de transformation 12, dits seconds, du signal de relecture Sr en un signal, dit de test St, selon une seconde fonction de transfert inverse à ladite première fonction. On peut ainsi reconstituer ce qui est réellement affiché à l'écran sous la forme d'un signal de même nature que celui du signal d'entrée. Pour pouvoir mettre en évidence l'apparition d'une défaillance, lesdits moyens de vérification 3 comprennent en outre, notamment, des moyens 13 pour comparer ledit signal d'entrée et ledit signal de test et pour délivrer un signal de défaut si ceux-ci sont différents l'un de l'autre. Lesdits premier et second moyens de transformation 11, 12, ainsi que lesdits moyens de comparaison 13 sont constitués de composants électroniques classiques tels que des convertisseurs analogiques numériques, des amplificateurs, des portes logiques ou autres, nécessaires à la fonction à remplir. Lesdits moyens de comparaison 13 utilisent éventuellement ledit signal d'entrée de manière directe. Il pourra également s'agir d'une copie de celui-ci. Comme illustré à la figure 3, le dispositif conforme à l'invention comprend en outre, éventuellement, des moyens de signalisation de l'apparition d'un défaut. Il s'agit, notamment, de moyens 14 de masquage/démasquage d'une zone 15 présentant un graphisme particulier, le masquage/démasquage ayant lieu en fonction de l'apparition ou de la disparition du défaut. Lesdits moyens de signalisation de l'apparition d'un défaut sont connectés en entrée, par exemple, à la sortie des moyens de comparaison 13. 8 2788365 A ce sujet, ces derniers sont prévus aptes à délivrer en sortie un signal Sd non nul tant que le signal de test est identique au signal d'entrée et lesdits moyens de masquage/démasquage 14 sont, dans ces conditions, prévus aptes à cacher ladite zone 15 présentant un graphisme particulier. Au contraire, si ledit signal de test et ledit signal d'entrée sont différents, lesdits moyens de comparaison 13 sont prévus aptes à délivrer alors en sortie un signal de valeur nulle et lesdits moyens de masquage/démasquage sont, dans de telles conditions, prévus aptes à être désactivés, c'est-à-dire à laisser apparaître la zone de graphisme particulier. On fonctionne ainsi en sécurité positive, ladite zone de graphisme particulier 15 apparaissant aussi bien en cas d'anomalie entre le signal de test et le signal d'entrée qu'en cas d'anomalie sur lesdits moyens de signalisation de l'apparition du défaut en eux-mêmes. Dans le cas de l'écran à cristaux liquides précédemment décrit, ladite zone de graphisme particulier 15 est constituée, notamment, par des bandes sérigraphiées sur la face externe de la plaque inférieure, lesdites bandes étant masquées ou non à l'aide du liquide maintenu ou non opaque à l'aide d'électrodes 16, connectées à la sortie des moyens de comparaison 13. On obtient ainsi une solution d'affichage fiabilisé, signalisant l'apparition d'une défaillance, entièrement exempte d'organe mécanique. Ladite zone de graphisme particulier 15 est située, notamment, au voisinage de la ou des zones 10, de répartition donnée en fonction des messages que l'on souhaite pouvoir afficher. On peut ainsi visualiser d'un seul coup d'oeil la fiabilité des informations. Le dispositif conforme à l'invention pourra en outre comprendre, éventuellement des moyens de test, non représentés, permettant d'activer automatiquement selon un ordre donné, lesdits moyens de vérification 3 pour chacune desdites zones 10, de répartition donnée en fonction des messages que l'on souhaite pouvoir afficher. Il s'agit, notamment, de moyens permettant de fixer ledit signal d'entrée à une valeur donnée, selon un séquençage préétabli, adapté de 9 2788365 manière à s'assurer que toutes les électrodes 4 servant à l'affichage des messages et les circuits correspondants 8, 9 ainsi que les moyens de traitement associés 11, 12, 13 fonctionnent correctement. Un tel test pourra éventuellement être activé de l'extérieur. On constate qu'un tel mode de réalisation permet d'envisager des vérifications du matériel sans dépose de celui-ci. Naturellement, d'autres modes de mise en oeuvre à la portée de l'Homme de l'Art auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 2788365 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'affichage a cristaux liquides, notamment afficheur de vitesse pour véhicule, par exemple, ferroviaire, comprenant au moins des moyens (2) pour faire varier l'orientation moléculaire desdits cristaux liquides de manière à pouvoir composer un message en fonction des informations à faire apparaître, et des moyens (3) de vérification de la fiabilité du message affiché caractérisé par le fait que lesdits moyens (3) de vérification sont prévus aptes à tester l'affichage à partir d'un signal, dit de relecture, relevé au niveau desdits moyens (2) pour faire varier ladite orientation moléculaire. 2. Disposition selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens pour faire varier l'orientation moléculaire desdits cristaux liquides comprennent au moins des électrodes (4), soumises à un signal électrique, dit de commande, fonction desdites informations et déterminant les changements de ladite orientation moléculaire, en cas de bon fonctionnement, et dans lequel lesdits moyens (3) de vérification comprennent des moyens (5) pour relever la valeur du signal électrique présent effectivement au niveau desdites électrodes, en tant que signal de relecture, dits moyens pour relever le signal de relecture. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit signal de commande est appliqué aux dites électrodes (4) en un premier point de connexion (6) et lesdits moyens (5) pour relever le signal de relecture coopèrent avec celle-ci en un second point de connexion (7), distinct du premier (6). 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel lesdites électrodes (4) sont de forme allongée et lesdits premier et second point de connexion (6, 7) sont prévus à deux extrémités opposées desdites électrodes. 5. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel un circuit électrique (8) dit premier, pour l'application dudit signal de commande auxdites électrodes (4) et un circuit électrique, dit second (9), constituant au moins en partie lesdits moyens (5) pour relever ledit signal de relecture sont prévus, lesdits premier et second circuits (8, 9) étant situés dans deux régions distinctes. 1il 2788365 6. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel une paire de dites électrodes (4) est prévue au niveau d'une ou plusieurs zones (10) de répartition donnée en fonction des messages que l'on souhaite pouvoir afficher, undit signal de commande donné étant appliqué à chaque paire d'électrodes (4) et desdits moyens (5) pour relever le signal de relecture étant prévu pour chaque paire d'électrodes (4). 7. Dispositif selon la revendication 2 comprenant des moyens (11) de transformation, dit premier, d'un signal d'entrée, fonction des informations à afficher, en dit signal de commande selon une première fonction de transfert donnée, lesdits moyens de vérification (3) comprenant des moyens de transformation (12), dits seconds, du signal de relecture en un signal dit de test, selon une seconde fonction de transfert inverse à ladite première fonction, et des moyens pour comparer (13) ledit signal d'entrée et ledit signal de test, aptes à délivrer un signal de défaut si le signal de test est différent dudit signal d'entrée. 8. Dispositif selon la revendication 1 comprenant en outre des moyens de signalisation de l'apparition d'un défaut. 9. Dispositif selon la revendication 8 dans lequel lesdits moyens de signalisation de l'apparition d'un défaut comprennent des moyens de masquage/démasquage (14) d'une zone (15) présentant un graphisme particulier. 10. Dispositif selon la revendication 6 comprenant en outre des moyens de test permettant d'activer automatiquement selon un ordre donné lesdits moyens de vérification (3) pour chacune desdites zones (10), de répartition donnée en fonction des messages que l'on souhaite pouvoir afficher.