Brevet FR2856830A1 — publié le 20041231

Ecran d'affichage comportant des éléments d'image constitués par une ampoule contenant de l'encre et un piston à tête blanche Domaine technique de l'invention L'invention concerne un écran d'affichage comportant une pluralité d'éléments d'image produisant chacun un point d'image d'une image à afficher. État de la technique Le besoin en outils de communication et de visualisation s'est accru de façon très importante dans les deux dernières décennies. Quel que soit le secteur d'activité, depuis la publicité jusqu'à la signalisation routière en passant par la communication en général (campagnes électorales, animations culturelles, sécurité, etc...), l'annonceur utilise un support qui reste encore, dans la majorité des cas, du papier. L'affiche est donc encore un vecteur essentiel et incontournable de toute communication d'envergure, avec ses avantages et ses inconvénients. En considérant l'aspect écologique du gaspillage énorme que l'affichage représente en raison de son caractère très éphémère (souvent quelque jours) et de sa fragilité aux agressions extérieures, ainsi que les coûts et services importants associés à l'utilisation de ce vecteur, il dévient intéressant d'en imaginer un substitut technique. Les écrans plats et les écrans cathodiques de la taille typique d'une affiche publicitaire, c'est-à-dire de l'ordre du mètre au carré, présentent actuellement des coûts très élevés. Objet de l'invention L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et, en particulier, de réaliser un écran modifiable à distance, tout en réduisant les coûts. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que chaque élément d'image comporte au moins une ampoule, contenant de l'encre d'une couleur prédéterminée et comportant un piston ayant une tête blanche, et des moyens d'actionnement destinés à déplacer le piston en translation entre des positions avant et arrière, de manière à ce que l'aspect visible du point d'image corresponde sensiblement à la couleur blanche de la tête du piston dans la position avant, à la couleur de l'encre dans la position arrière et à des teintes intermédiaires dans des positions intermédiaires. Selon un développement de l'invention, chaque élément d'image comporte trois ampoules contenant respectivement de l'encre rouge, verte et bleue. Les éléments d'image étant agencés en lignes et en colonnes dans un plan commun, le nombre de lignes et le nombre de colonnes peuvent respectivement être compris entre 600 et 1200. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'actionnement sont constitués par un actionneur magnétique, comportant un noyau ferromagnétique solidaire du piston et au moins une bobine de pilotage, disposée à l'extérieur de l'ampoule, entourant au moins une partie de la course de translation du noyau, et comportant deux bornes d'alimentation, destinées à être connectées à un circuit d'alimentation en tension électrique par l'intermédiaire d'un interrupteur électronique. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'actionneur magnétique comporte une bobine de référence comportant deux bornes d'alimentation, connectées aux bornes d'une tension d'alimentation prédéterminée. L'invention a également pour but un dispositif d'affichage comportant l'écran d'affichage selon l'invention, un circuit d'alimentation en tension électrique et des moyens de pilotage des éléments d'image, comportant une pluralité d'interrupteurs électroniques, respectivement connectés en série, aux bornes du circuit d'alimentation, avec une bobine de pilotage d'une ampoule, et des moyens de commande des interrupteurs électroniques. Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens de pilotage comportent des moyens de communication avec des moyens de supervision externe. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 illustre, en vue de face, une partie d'un mode de réalisation particulier d'un écran d'affichage selon l'invention. Les figures 2 et 3 représentent, en coupe selon l'axe AA de la figure 1, un mode de réalisation particulier d'un élément d'image selon l'invention, le piston étant respectivement en position arrière et en position avant. La figure 4 représente schématiquement un mode de réalisation particulier des moyens de pilotage des éléments d'image selon l'invention. Description de modes particuliers de réalisation Dans le mode de réalisation particulier représenté sur la figure 1, un écran d'affichage 1 comporte six éléments d'image 2 agencés en deux lignes et en trois colonnes dans un plan commun. Chaque élément d'image 2 comporte trois ampoules 3a-3c ayant une face d'affichage transparente hexagonale et contenant respectivement de l'encre d'une couleur prédéterminée, illustrée par des niveaux de gris différents. De préférence, les trois ampoules 3a-3c de chaque élément d'image 2 contiennent respectivement de l'encre bleue (3a), rouge (3b) et verte (3c). Ainsi, l'ensemble des trois ampoules 3a-3c produit un point d'image d'une image couleur à afficher. Sur les figures 2 et 3, une ampoule 3 comporte de l'encre 4 d'une couleur prédéterminée et un piston 5, ayant une tête blanche, c'est-à-dire une tête dont au moins la face avant est blanche. Un actionneur magnétique 6 permet de déplacer le piston 5 en translation, entre des positions arrière (figure 2) et avant (figure 3), selon un axe T, perpendiculaire au plan commun des éléments d'image 2 de l'écran 1 représenté à la figure 1. Lorsque le piston est placé en position arrière (figure 2), l'encre 4 occupe, dans l'ampoule 3, l'espace entre la tête blanche du piston 5 et une face d'affichage 7 transparente et non-réfléchissante, de manière à ce que l'aspect visible du point d'image constitué par l'ampoule 3 corresponde sensiblement à la couleur de l'encre 4. Par contre, en position avant du piston 5 (figure 3), l'encre 4 occupe, dans l'ampoule 3, l'espace compris entre la tête du piston 5 et la face arrière 8. L'aspect visible du point d'image constitué par l'ampoule 3 correspond alors sensiblement à la couleur blanche de la tête du piston 5. Dans les positions intermédiaires du piston 5, non représentées, des teintes intermédiaires peuvent être produites, correspondant à des superpositions passives de la couleur de l'encre 4 et de la couleur blanche de la tête du piston 5. Lorsque le piston 5 est actionné selon l'axe T, un espacement 9 entre la périphérie de la tête du piston 5 et les parois de l'ampoule 3 permet l'écoulement de l'encre 4 le long du piston 5 et, ainsi, le passage de l'encre de la face d'affichage 7 à la face arrière et vice-versa. Il est à noter que l'écran d'affichage selon l'invention ne génère aucun signal lumineux propre et nécessite, ainsi, un éclairage naturel ou artificiel. Un élément d'image 2 s'inscrit, de préférence, dans un carré de 2mm à 5mm de côté. Par exemple, sur la figure 1, l'élément d'image 2 comporte trois ampoules 3a-3c, disposées en quinconce, ayant chacune une face d'affichage 7 hexagonale de 1,5 mm de côté. La quantité d'encre 4 est, ainsi, de 12 mm par ampoule 3. Le nombre de lignes et le nombre de colonnes sont, de préférence, respectivement compris entre 600 et 1200. La taille de l'écran 1 est alors comprise entre plusieurs centimètres à quelques mètres. Dans le mode de réalisation particulier, représenté aux figures 2 et 3, l'actionneur magnétique 6 comporte un noyau ferromagnétique 10, solidaire de la tige du piston 5, et une bobine de pilotage 11 disposée à l'extérieur de l'ampoule 3 et entourant une partie de la course de translation du noyau 10. La bobine de pilotage 11 comporte deux bornes d'alimentation 12 destinées à être connectées à un circuit d'alimentation 15 fournissant une tension électrique Vp, par exemple, de l'ordre de 10 V. L'actionneur magnétique 6 comporte, de plus, une bobine de référence 13 comportant deux bornes d'alimentation 14 connectées aux bornes d'une tension continue d'alimentation prédéterminée, par exemple de 5V. Sur la figure 4, les deux bornes d'alimentation 12 de la bobine de pilotage 11 sont connectées au circuit d'alimentation 15 par l'intermédiaire d'un interrupteur électronique 16, commandé par un circuit de commande 17, appliquant un signal de pilotage sur l'électrode de commande de l'interrupteur électronique 16. Ainsi, un dispositif d'affichage (non-représenté), comportant l'écran d'affichage 1, les bobines de pilotage 11 de tous les éléments d'image 2 sont connectées au circuit d'alimentation 15. Un interrupteur électronique 16 est connecté en série, aux bornes du circuit d'alimentation 15, avec chaque bobine de pilotage 11 d'une ampoule 3. Le circuit de commande 17 permet de contrôler tous les interrupteurs électroniques 16 et comporte, de préférence, un microprocesseur, un multiplexeur et un convertisseur numérique/analogique, permettant d'appliquer sélectivement la tension Vp ou une fraction de celle-ci à chaque bobine de pilotage 11.Le signal de pilotage d'une ampoule 3 peut, par exemple, être codé sur 8 bits, permettant respectivement 256 niveaux de bleu, de rouge et de vert, c'est-à-dire 16.777.216 couleurs différentes pour un élément d'image comportant trois ampoules 3a-3c. De préférence, le pilotage des éléments d'image 2 est effectué à distance par l'intermédiaire d'une liaison de communication, par exemple par internet, par satellite ou par un câble, par exemple du type série RS232C/RS485. Pour cela, le circuit de commande 17 peut être équipé de bornes de communication, par exemple d'une borne série 18 ou d'un modem relié à l'internet. La liaison de communication permet la supervision du dispositif, par exemple par l'intermédiaire d'un ordinateur de supervision externe équipé d'un logiciel permettant la mise en forme de l'image à afficher. Une pluralité de dispositifs d'affichage peut être mise en communication avec l'ordinateur de supervision, éventuellement par des liaisons de type différent, afin de transférer les images à chaque dispositif. Chaque dispositif possède, par exemple, un numéro d'identification codé sur deux hexadécimales, par exemple de 04 à FF, donnant, ainsi, accès à 252 connexions pour un seul lien physique. Les premiers quatre numéros d'identification (00 à 04) sont réservés à des n u̇ds de communication et permettent de construire un réseau global comportant quatre liens physiques et portant, ainsi, le nombre potentiel de dispositifs d'affichage à mille, environ. La séquence d'images peut également être commandée par l'ordinateur de supervision. Par exemple, une série d'images peut être affichée en boucle fermée, en liste finie jusqu'à un affichage par défaut, etc... L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés. En particulier, le noyau ferromagnétique 10 peut être remplacé par toute sorte d'aimant permanent. La bobine de référence 13 peut également être remplacée par un aimant permanent, un ressort, un actionneur électrostatique ou tout moyen maintenant le piston 5 dans une position de repos bien définie lorsque la bobine de pilotage 11 n'est pas actionnée. La bobine de pilotage 11 peut également être remplacée par tout type d'actionneur permettant de déplacer le piston 5. Le dispositif d'affichage selon l'invention permet de remplacer l'affiche traditionnelle, quelle que soit sa surface ou sa situation. L'affiche est programmable à distance sans intervention humaine et de manière quasi instantanée. L'invention ne vient pas en concurrence avec les supports vidéo destinés au cinéma et à la visualisation en grande dimension, ayant une fréquence de changement d'image de l'ordre de 20 Hz. Cependant, l'invention permet de modifier l'image, en quelques secondes, avec une résolution comparable à celle des supports vidéo. Revendications 1. Ecran d'affichage (1) comportant une pluralité d'éléments d'image (2) produisant chacun un point d'image d'une image à afficher, écran caractérisé en ce que chaque élément d'image comporte au moins une ampoule (3), contenant de l'encre (4) d'une couleur prédéterminée et comportant un piston (5) ayant une tête blanche, et des moyens d'actionnement (6) destinés à déplacer le piston (5) en translation, entre des positions avant et arrière, de manière à ce que l'aspect visible du point d'image corresponde sensiblement à la couleur blanche de la tête du piston (5) dans la position avant, à la couleur de l'encre (4) dans la position arrière et à des teintes intermédiaires dans des positions intermédiaires. 2. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément d'image (2) comporte trois ampoules (3) contenant respectivement de l'encre (4) rouge, verte et bleue. 3. Ecran selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, les éléments d'image (2) étant agencés en lignes et en colonnes dans un plan commun, le nombre de lignes et le nombre de colonnes sont respectivement compris entre 600 et 1200. 4. Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (6) sont constitués par un actionneur magnétique, comportant un noyau (10) ferromagnétique solidaire du piston (5) et au moins une bobine de pilotage (11), disposée à l'extérieur de l'ampoule (3), entourant au moins une partie de la course de translation du noyau (10), et comportant deux bornes d'alimentation (12), destinées à être connectées à un circuit d'alimentation (15) en tension électrique par l'intermédiaire d'un interrupteur électronique (16). 5. Ecran selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'actionneur magnétique comporte une bobine de référence (13) comportant deux bornes d'alimentation (14), connectées aux bornes d'une tension d'alimentation prédéterminée. 6. Dispositif d'affichage, caractérisé en ce qu'il comporte un écran d'affichage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, un circuit d'alimentation (15) en tension électrique et des moyens de pilotage des éléments d'image (2), comportant une pluralité d'interrupteurs électroniques (16), respectivement connectés en série, aux bornes du circuit d'alimentation (15), avec une bobine de pilotage (11) d'une ampoule (3), et des moyens de commande (17) des interrupteurs électroniques (16). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de pilotage comportent des moyens de communication (18) avec des moyens de supervision externe.