EP3291024A1 - Module d'affichage comportant des elements mobiles autour de liaisons deformables, systeme d'affichage associe et piece d'horlogerie comportant un tel systeme d'affichage - Google Patents

Module d'affichage comportant des elements mobiles autour de liaisons deformables, systeme d'affichage associe et piece d'horlogerie comportant un tel systeme d'affichage Download PDF

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EP3291024A1
EP3291024A1 EP17189057.7A EP17189057A EP3291024A1 EP 3291024 A1 EP3291024 A1 EP 3291024A1 EP 17189057 A EP17189057 A EP 17189057A EP 3291024 A1 EP3291024 A1 EP 3291024A1
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EP
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display
members
display module
actuating
pusher
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EP17189057.7A
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Francis Cardot
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Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
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Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B45/00—Time pieces of which the indicating means or cases provoke special effects, e.g. aesthetic effects
    • G04B45/0023—Inscriptions or pictures moved by the clockwork, e.g. for advertising
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/302—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements characterised by the form or geometrical disposition of the individual elements
    • G—PHYSICS
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    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/40—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character is selected from a number of characters arranged one beside the other, e.g. on a common carrier plate

Definitions

  • the invention relates to the general field of microtechnology and in particular the manufacture of parts by silicon etching.
  • the invention more particularly relates to a mechanical display module comprising a plurality of display elements movable relatively to each other around at least one deformable connection, including flexible blade (s).
  • the invention also relates to a display system comprising at least one said display module as previously mentioned and a timepiece comprising such a display system.
  • the display module and the display device of the invention find particular application in the watch industry, especially for the production of watch dials or animated clocks.
  • Analog display systems particularly with needles, have been known and used for decades in a multitude of applications in order to provide a direct indication, for example on a graduated scale, a dial or other system of representation of a value.
  • a physical quantity such as speed, temperature, pressure, intensity, voltage or electrical resistance, any information, or probably the most widespread for the measurement of time.
  • the hands of a display device consist of a rigid unitary body integral with an axis of rotation mu by a movement, for example a watch movement in the case of a piece of watchmaking.
  • the needle performs a corresponding rotation, at least one of its free ends describing a circular section trajectory thus pointing in each of its positions on the circular path information value indication physical measured, a calendar of time, or generally any information to be indicated to a user.
  • the indication is thus made essentially in the longitudinal axis of the needle at one and / or the other of its opposite ends, in collaboration where appropriate with an underlying display, such as a scale by example.
  • An object of the invention is to propose the production of an animated display module, for example for the mechanical display of a calendar of time in a timepiece, and resting on a single mechanical part that does not require no modification of an associated actuating device movement such as a basic clock movement of a timepiece to which the display module is associated.
  • a particular application of the invention consists in producing animated dials of a timepiece, in particular a wristwatch, displaying a date of a current time in an analog form, preferably without associated needle.
  • Another object of the invention is to provide a display system comprising such a display module and a simple actuating device to be implemented without modifying a basic watch movement, as well as a piece of equipment. watchmaker with such a display system.
  • rigid display members refers to elements of the display module participating in the occasional display of a pattern, for example a representative number of a calendar or other date and constituted of a material whose Young's modulus is greater than 2.3 GPa.
  • said display members, the structure and the deformable links form a monolithic piece.
  • the elements of the display module are formed of a single piece, of a same material and without any assembly of any kind of elements to each other at any time during the manufacture of said display module.
  • a unitary and integrated display module is thus obtained, which can then be integrated directly without adjustment or adjustment of the mobile display elements in a device requiring the implementation of a display.
  • such a display module comprising all the integrated elements in one piece makes it possible to dispense with needles for displaying information, said information being able to be formed directly by mobility of the display elements of the module. This eliminates the need for multiple indicator elements and multiple actuators thereof, which greatly simplifies the actuator structure of the display module.
  • the display module of the invention may for example be made by molding and / or machining metal alloys, glasses, ceramics (Al 2 O 3 ), hard machinable and / or photocurable polymers (epoxy, PEEK). .
  • the display module of the invention is advantageously made of monocrystalline or polycrystalline silicon.
  • the display module can thus advantageously be produced by deep silicon etching processes.
  • the display module of the invention comprises n display members, n being an integer greater than 1, at least one display member being optionally integral with the building and immobile with respect to this one.
  • the actuating pusher is movable relative to the structure via a deformable connection.
  • At least one display member may comprise a plurality of deformable links to the structure.
  • the power of several deformable links makes it possible in particular to limit the number of degrees of freedom of a display member relative to the building, for example in translation or in rotation.
  • the deformable links are preferably made of flexible blades with a width of between 2 and 50 microns, the thickness of the building and the display member (s) being greater than 30 microns. This dimensioning thus effectively provides elasticity to the flexible blades forming the deformable connections while the greater thickness portions of the building and the display members are completely rigid and have no elastic nature.
  • the present invention also relates to a display system comprising a display module as previously described, and an actuating device arranged with respect to said display module for transmitting a motor force on the push button. actuation so as to induce movement of the movable display member (s) from the rest position to the display position.
  • the actuating device comprises a cam or a pin, said actuating device being rotatable about an axis of rotation and arranged relative to the actuating pusher so that said cam or said lug exerts in at least one angular position about the axis of rotation on the actuating pusher a force able to mobilize said pusher.
  • said cam or lug is for example kinematically linked to the mobile hours of a watch movement, the axis of rotation being common to that of the mobile.
  • the display system of the invention may comprise a plurality of display modules, in particular a plurality of display modules dedicated to the display of a time calendar or any integer numerical value .
  • the display system may comprise in particular a plurality of said display modules arranged concentrically around the axis of rotation of the actuating device, coinciding with the axis of the mobile of the hours, each to display a calendar day, such that said actuating device cooperates successively with an actuating pusher of each of the modules.
  • the actuator may also include a plurality of cams or lugs to simultaneously display a plurality of information.
  • the actuation device of the display system may thus comprise a first cam or pin kinematically connected in rotation to the hour mobile, for example on the hours barrel, of a horological movement and a second cam or pin kinematically linked to the minute wheel of the watch movement, for example solidarily to the minute barrel.
  • the actuating device can also be a non-contact actuator device by electrostatic, thermal or magnetic effect on the actuating pusher of the one or more actuators. display.
  • the present invention finally relates in a third object to a timepiece characterized in that it comprises a display system as previously described.
  • the actuating device of the display system is preferably kinematically linked to the hours mobile and / or the minute mobile of a watch movement and the display module or modules are arranged to display a date of time.
  • the present invention relates to analog animated display module 1 of any type of information or representation, particularly but not exclusively for the display of digital information as shown and described hereinafter to Figures 1 to 4 .
  • the invention also relates to an analog animated display system comprising at least one such display module 1, as well as a timepiece comprising such a display system for displaying time information. for example.
  • a preferred application of the invention relates to the field of watchmaking, it is not limited to a display of a time information and can also be implemented in any field requiring the use of a system displaying any information or representation in an animated form.
  • the display module 1 consists of a digital display module of a pattern M such as a number or a number comprising a fixed frame 2 to which at least two display members, in this case three display members 31, 32, 33 in the example of Figures 1A and 1B to form the number "6" ( Figure 1 B) .
  • the display members 31, 32, 33 are integral with the structure 2 and each comprise a display portion 31a, 32a, 33a of the pattern M, said display portions being complementary to one another so that they form said pattern in at least one relative position of said display members 31, 32, 33.
  • the display members 31, 32, 33 are integral with the frame 2 and the members 32, 33 are also movable relative to the frame 2 via at least one deformable connection 4 formed by at least one blade flexible 41 between a first rest position, shown on the Figure 1A , in which the display portions of the display members 31, 32, 33 are spaced from each other and a display position, shown in FIG. Figure 1B wherein said display portions 31a, 32a, 33a are counter-affixed to each other to form and display the pattern M, in this case a number "6".
  • actuation 5 arranged relative to the structure 2 and to the display members to transmit a force capable of inducing a displacement of said display members by elastic deformation around its deformable connection or links 4 following the action of a device actuation 6 distinct from the display module 1, such as a cam 61 movable in rotation about an axis A on the Figures 1A and 1B , on the actuating button 5.
  • the mobile display members 32, 33 advantageously comprise at least one actuating lever 32b, 33b comprising an arm integral at one end of the display portion 32a, 33a and pivotable relative to the frame 2 by the intermediate a deformable link 4, in this case a deformable pivot formed of two flexible blades 41 joined at one of their ends to the structure 2 and integral at their second end of said arm, which cooperates by a point or plane support, the if necessary by an intermediate rocker 32c, 33c also connected to the structure 2 by a deformable pivot link 4, with the actuating pusher 5, itself also integral with the structure 2 and movable relative thereto via a deformable structure 8 formed of two parallel flexible blades 81 and forming a deformable parallelogram.
  • actuating lever 32b, 33b comprising an arm integral at one end of the display portion 32a, 33a and pivotable relative to the frame 2 by the intermediate a deformable link 4, in this case a deformable pivot formed of two flexible blades 41 joined at one of their ends to the structure
  • the display module 1 of the invention is advantageously constituted by a monolithic piece formed of a rigid material, which is understood in the context of the present invention as any material whose Young's modulus is greater than 2.3 GPa. .
  • a preferred embodiment of the display module 1 of the invention is silicon, monocrystalline or polycrystalline, from which it can easily, for example by deep etching processes (including DRIE - for Deep Reactive-ion Etching English), forming the structure 2 and the display members 31, 32, 33 connected to each other by at least one deformable connection, resulting particularly advantageously from the formation during the deep etching process of one or more flexible blades 41 with a width of between 2 and 50 microns, the thickness of the building 2 and the display member or bodies being greater than 30 microns preferably.
  • a display module 1 according to the invention can in particular be used for producing a display system of the dial or dial portion type of a timepiece to indicate a calendar date in a digital display form.
  • the structure 2 of the display module 1 can be fixed on a dial, a disc or directly on the middle part of a watch case for a skeleton watch by any appropriate means and in particular gluing or welding.
  • a mobile such as a ring comprising one or more cams 61, is kinematically linked to the hour gun and pivots about an axis A, for example centered on the dial of the watch as in a display by classic needles.
  • An animated display system comprising movable display portions according to a determined period to generate a visual animation effect within the display as well as a new form of mysterious display in a timepiece. .
  • FIG. 3A and 3B An alternative embodiment of the display module 1 of Figures 1A and 1B is represented at Figures 3A and 3B .
  • the movable display members 32, 33 and their display portions 32a, 33a are connected directly to the actuating pusher 5.
  • the display member 31 remains the same as that of the Figures 1A and 1B .
  • This embodiment has the particularity of not presenting any interruption in the motion control chain, from the actuating pusher 5 to the display portions 32a, 33a. There is no friction within the display module 1 due to movements, only deformations, so a minimum energy loss.
  • the display portions 32a, 33b are connected to the upper ends of two flip-flops 32b and 33b, in rotation around deformable links 4 in the form of flexible "butterfly" pivots 42 integral with the structure 2.
  • the lower end of each of the rockers and directly connected through a set of flexible blades 7 serpentine to a plate 51 of the actuating pusher 5, which is also secured to the structure 2 by a structure 8 linear guide guide with flexible blades 81.
  • Such a display module 1 is identical to that of the Figures 1A and 1B and is actuated by an actuating member adapted to cooperate with the pusher 5 to print a thrust force causing the passage of the display members 32, 33 and their display portions 32a, 33a in particular the position of rest shown figure 3A at the display position shown in figure 3B .
  • the structural and functional principles of the display module 1 of the Figures 3A and 3B may be extended for the realization of a circular display module as shown in FIG. figure 4 , similar to that of the figure 2 .
  • a display module may in particular be used as a basis for producing a timepiece dial such as a watch or a clock for displaying in animated form the time with an actuating cam.
  • pushers 5 rotatably disposed in the center of the display module is kinematically connected to the hour wheel of a watch movement.

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Abstract

Module d'affichage (1) constitué d'une pièce monolithique comportant un bâti fixe (2) et au moins deux organes d'affichage (31, 32, 33) substantiellement rigides. Les organes d'affichage (31, 32, 33) comportent chacun une portion d'affichage d'un motif (M), lesdites portions d'affichage étant complémentaires l'une de l'autre de sorte qu'elles forment ledit motif (M) dans au moins une position relative desdits organes d'affichage. De plus au moins un des organes d'affichage (32, 33) est solidaire et mobile relativement au bâti (2) par l'intermédiaire d'une liaison déformable (4) au moins entre une première position de repos dans laquelle lesdites portions d'affichages (31, 32, 33) sont distantes l'une de l'autre et une position d'affichage dans laquelle lesdites portions d'affichage (31, 32, 33) sont contre-apposées l'une à l'autre pour former et afficher ledit motif (M). Le(s)dit(s) organe(s) d'affichage (32, 33) mobile(s) relativement au bâti (2) coopère(nt) avec un poussoir d'actionnement (5) agencé pour transmettre un effort de déplacement de cet/ces organe(s) d'affichage (32, 33) par déformation élastique autour de sa/ses liaison(s) déformable(s) (4) depuis ladite position de repos vers ladite position d'affichage. De plus, lesdits organes d'affichage (31, 32, 33), le bâtit (2) et la/les liaison(s) déformable(s) (4) forment une pièce monolithique.

Description

    Domaine de l'invention
  • L'invention concerne le domaine général de la microtechnique et notamment la fabrication de pièces par gravure de silicium. L'invention concerne plus particulièrement un module d'affichage mécanique comportant une pluralité d'éléments d'affichage mobiles relativement les uns aux autres autour d'au moins une liaison déformable, comportant notamment des lame(s) flexible(s).
  • L'invention concerne également un système d'affichage comportant au moins un dit module d'affichage tel que précédemment évoqué ainsi qu'une pièce d'horlogerie comportant un tel système d'affichage.
  • Le module d'affichage et le dispositif d'affichage de l'invention trouvent une application particulière dans l'industrie horlogère, notamment pour la réalisation de cadrans de montres ou d'horloges animés.
    • Etat de la technique
  • Les systèmes d'affichages analogiques, notamment à aiguilles, sont connus et utilisés depuis des décennies dans une multitude d'applications afin de procurer une indication directe, par exemple sur une échelle graduée, un cadran ou autre système de représentation d'une valeur d'une grandeur physique telle que vitesse, température, pression, intensité, tension ou résistance électrique, d'une information quelconque, ou encore et de manière probablement la plus répandue pour la mesure du temps.
  • Dans une grande majorité de cas, les aiguilles d'un dispositif d'affichage sont constituées d'un corps unitaire rigide solidaire d'un axe de rotation mu par un mouvement, par exemple un mouvement horloger dans le cas d'une pièce d'horlogerie. A chaque pas de rotation de l'axe de rotation l'aiguille effectue une rotation correspondante, une au moins de ses extrémités libres décrivant une trajectoire de section circulaire pointant ainsi en chacune de ses positions sur la trajectoire circulaire une information d'indication de valeur physique mesurée, d'un quantième de temps, ou de façon générale de toute information à indiquer à un utilisateur. L'indication est ainsi réalisée essentiellement dans l'axe longitudinal de l'aiguille au niveau d'une et/ou de l'autre de ses extrémités opposés en collaboration le cas échéant avec un affichage sous-jacent, telle qu'une échelle par exemple.
  • On connait également, notamment pour des horloges, des systèmes d'affichage mécaniques, par exemple à palettes, qui indiquent une information horaire par alignement de chiffres imprimés sur les palettes, ces dernières étant pivotées autour d'un axe par gravité lors de la libération de verrous de blocage à chaque quantième de temps à indiquer.
  • D'autres variantes d'affichages actionnés par des systèmes mécaniques ont également été proposées dans l'état de la technique, essentiellement dans le domaine horloger. On peut citer entre autres l'affichage numérique de type « planche à clous » du modèle Opus 8, commercialisé par la société Harry Winston SA ou encore le dispositif d'affichage numérique de l'heure en cours par rotation d'un disque sous-jacent à un cadran doté d'un guichet tel que proposé dans la demande de brevet suisse CH 691833 A5 . D'autres systèmes d'affichages sont également décrits dans les documents FR 2882162 A1 , CH 705612 A2 , ou US 5161130 A par exemple.
  • Ces différents affichages présentent tous l'inconvénient de procéder d'une structure complexe de différents éléments superposés et requérant des mécanismes d'actionnement additionnels au mécanisme horloger de base auquel il convient d'accoupler ces mécanismes d'actionnement, ce qui perturbe la marche du mouvement horloger ou à tout le moins en affecte négativement la consommation d'énergie.
  • On ne connait pas en revanche à ce jour de dispositifs d'affichage de structure unitaire simple et permettant un affichage numérique direct, le cas échéant sans aiguilles associées, doté d'une capacité d'animation sans perturbations de la fonction principale d'affichage et d'indication ni mécanisme d'actionnement ou d'animation complémentaire au mouvement horloger de base d'une pièce d'horlogerie telle qu'une montre ou une horloge.
    • Objet de l'invention
  • Un but de l'invention est de proposer la réalisation d'un module d'affichage animé, par exemple pour l'affichage mécanique d'un quantième de temps dans une pièce d'horlogerie, et reposant sur une pièce mécanique unique qui ne nécessite aucune modification d'un mouvement dispositif d'actionnement associé tel qu'un mouvement horloger de base d'une pièce d'horlogerie à laquelle le module d'affichage est associé.
  • Une application particulière de l'invention consiste en la réalisation de cadrans animés de pièce d'horlogerie, notamment de montre bracelet, affichant de façon un quantième de temps courant sous une forme analogique, de préférence sans aiguille associée.
  • Un autre but de l'invention est de fournir un système d'affichage comportant un tel module d'affichage et un dispositif d'actionnement simple à mettre en oeuvre sans modification d'un mouvement horloger de base, ainsi qu'une pièce d'horlogerie dotée d'un tel système d'affichage.
  • A cet effet, la présente invention propose un module d'affichage comportant un bâtit fixe et au moins deux organes d'affichage substantiellement rigides. Ce module d'affichage se caractérise par le fait que :
    • lesdits organes d'affichage comportent une portion d'affichage d'un motif, lesdites portions d'affichage étant complémentaires l'une de l'autre de sorte qu'elle forme ledit motif dans au moins une position relative desdits organes d'affichage,
    • au moins un des organes d'affichage est solidaire du bâtit et mobile relativement à celui-ci au moyen d'une liaison déformable au moins entre une première position de repos dans laquelle les portions d'affichage sont distantes l'une de l'autre et une position d'affichage dans laquelle les portions d'affichages sont rapprochées l'une de l'autre, de préférence contre-apposées l'une à l'autre pour former et afficher ledit motif,
    • le ou les dits organes d'affichage mobiles relativement au bâtit comportant un poussoir d'actionnement adapté pour transmettre un effort de déplacement de cet organe d'affichage par déformation élastique autour de sa ou ses liaisons déformables depuis ladite position de repos vers ladite position d'affichage,
    • lesdits organes d'affichage, le bâtit et les liaisons déformables formant une pièce monolithique.
  • On entend ici dans le cadre de l'invention par « organes d'affichage rigides » des éléments du module d'affichage participant à l'affichage ponctuel d'un motif, par exemple un chiffre représentatif d'un quantième horaire ou autre et constitués d'un matériau dont le module d'Young est supérieur à 2.3 GPa.
  • De façon caractéristique de l'invention lesdits organes d'affichage, le bâtit et les liaisons déformables forment une pièce monolithique. En d'autres termes les éléments du module d'affichage sont formés d'une seule pièce, d'une même matière et sans assemblage d'aucune sorte des éléments les uns aux autres à aucun moment de la fabrication dudit module d'affichage. On obtient ainsi un module d'affichage unitaire et intégré, qui peut être ensuite intégré directement sans ajustement ni réglage des organes d'affichage mobiles dans un dispositif nécessitant la mise en oeuvre d'un affichage. De plus un tel module d'affichage comportant tous les éléments intégrés en une seule pièce permet de s'affranchir d'aiguilles pour afficher une information, ladite information pouvant être formée directement par mobilité des éléments d'affichage du module. On supprime ainsi le besoin à de multiples éléments indicateurs et multiples organes d'actionnement de ces derniers, ce qui simplifie considérablement la structure d'actionnement du module d'affichage.
  • Le module d'affichage de l'invention peut par exemple être réalisé par moulage et/ou usinage d'alliages métalliques, de verres, de céramiques (Al2O3), de polymères durs usinables et/ou photodurcissables (époxy, PEEK).
  • Selon une forme de réalisation avantageuse, le module d'affichage de l'invention est avantageusement constitué de silicium monocristallin ou polycristallin. Le module d'affichage peut ainsi avantageusement être réalisé par des procédés de gravure profonde du silicium.
  • Dans une forme de réalisation, le module d'affichage de l'invention comporte n organes d'affichage, n étant un nombre entier supérieur à 1, au moins un organe d'affichage étant le cas échéant solidaire du bâtit et immobile par rapport à celui-ci.
  • Avantageusement dans cette forme de réalisation, le poussoir d'actionnement est mobile par rapport au bâtit par l'intermédiaire d'une liaison déformable.
  • Selon une forme de réalisation du module de l'invention au moins un organe d'affichage peut comporter plusieurs liaisons déformables au bâtit. La procuration de plusieurs liaisons déformables permet notamment de limiter le nombre de degrés de liberté d'un organe d'affichage par rapport au bâtit, par exemple en translation ou en rotation.
  • Selon les différentes formes de réalisation de l'invention, et tout particulièrement dans le cadre d'un module d'affichage réalisé en silicium, les liaisons déformables sont de préférence constituées de lames flexibles d'une largeur comprise entre 2 et 50 microns, l'épaisseur du bâtit et du ou des organes d'affichage étant supérieure à 30 microns. Ce dimensionnement procure ainsi effectivement un caractère élastique aux lames flexibles formant les liaisons déformables alors que les portions d'épaisseur supérieure du bâtit et des organes d'affichage sont totalement rigides et dépourvues de caractère élastique.
  • Conformément à un second objet, la présente invention concerne également un système d'affichage comportant un module d'affichage tel que précédemment décrit, et un dispositif d'actionnement agencé par rapport audit module d'affichage pour transmettre un effort moteur sur le poussoir d'actionnement de manière à induire un déplacement du ou des organes d'affichages mobiles de la position de repos vers la position d'affichage.
  • Dans une forme particulière de réalisation, le dispositif d'actionnement comporte une came ou un ergot, ledit dispositif d'actionnement étant mobile en rotation autour d'un axe de rotation et agencé relativement au poussoir d'actionnement de telle sorte que ladite came ou ledit ergot exerce en au moins une position angulaire autour de l'axe de rotation sur le poussoir d'actionnement un effort apte à mobiliser ledit poussoir. De préférence, ladite came ou ergot est par exemple lié cinématiquement au mobile des heures d'un mouvement horloger, l'axe de rotation étant commun à celui du mobile.
  • Selon une forme particulière de réalisation, le système d'affichage de l'invention peut comporter une pluralité de modules d'affichage, notamment une pluralité de modules d'affichage dédiés à l'affichage d'un quantième horaire ou une valeur numérique entière quelconque.
  • Dans un mode de réalisation dédié à l'horlogerie, le système d'affichage peut notamment comporter une pluralité de dits modules d'affichage disposés concentriquement autour de l'axe de rotation du dispositif d'actionnement, confondu avec l'axe du mobile des heures, pour afficher chacun un quantième horaire, de telle sorte que ledit dispositif d'actionnement coopère successivement avec un poussoir d'actionnement de chacun des modules.
  • Le cas échéant, le dispositif d'actionnement peut également comporter une pluralité de cames ou d'ergots afin d'afficher simultanément une pluralité d'informations. Dans une application à un cadran de pièce d'horlogerie, le dispositif d'actionnement du système d'affichage peut ainsi comporter une première came ou ergot lié cinématiquement en rotation au mobile des heures, par exemple sur le canon des heures, d'un mouvement horloger et une deuxième came ou ergot lié cinématiquement à la roue de minutes du mouvement horloger, par exemple solidairement au canon des minutes.
  • A titre d'exemple particulier on peut envisager un affichage simultané des heures et des minutes par tranche de 5 minutes en superposant deux cames liée respectivement au canon des heures et au canon des minutes montés coaxiaux et libres en rotation l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation commun central à un module d'affichage configuré pour afficher numériquement de douze heures ou à un arrangement de douze modules d'affichage individuels, chacun affichant une heure, concentriquement disposés autour de l'axe de rotation central avec le dispositif d'actionnement mobile en rotation autour de cet axe au centre du module d'affichage ou de l'arrangement de modules.
  • Dans une forme alternative de réalisation du système d'affichage de l'invention, le dispositif d'actionnement peut également être un dispositif d'actionnement sans contact par effet électrostatique, thermique ou magnétique sur le poussoir d'actionnement du ou des organes d'affichage.
  • La présente invention concerne enfin dans un troisième objet une pièce d'horlogerie caractérisée en ce qu'elle comporte un système d'affichage tel que précédemment décrit. Dans ce cadre, le dispositif d'actionnement du système d'affichage est de préférence lié cinématiquement au mobile des heures et/ou au mobile des minutes d'un mouvement horloger et le ou les modules d'affichages sont agencés pour afficher un quantième de temps.
    • Descriptifs des figures
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple de réalisation faite en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
    • la figure 1A et 1B représentent en vue de dessus un module d'affichage selon la présente invention dans un premier mode de réalisation, en position de repos et en position d'affichage respectivement ;
    • la figure 2 représente en vue de dessus un module d'affichage selon la présente invention dans un second mode de réalisation, en position de repos, le module d'affichage constituant un cadran complet d'affichage de l'heure pour une pièce d'horlogerie ;
    • les figures 3A et 3B représentent en vue de dessus un module d'affichage selon la présente invention dans un 3ème mode de réalisation analogue à celui des figures 1A et 1B, en position de repos et en position d'affichage respectivement ;
    • la figure 4 représente en vue de dessus un module d'affichage selon la présente invention dans un 4ème mode de réalisation, en position de repos, le module d'affichage constituant un cadran complet d'affichage de l'heure pour une pièce d'horlogerie selon le principe du module d'affichage unitaire des figures 3A et 3B.
    Description de modes de réalisation de l'invention
  • La présente invention se rapporte à module d'affichage animé analogique 1 de tout type d'information ou représentation, notamment mais non exclusivement pour l'affichage d'une information numérique comme représenté et décrit ci-après aux figures 1 à 4. L'invention a également trait à un système d'affichage animé analogique comportant au moins un tel module d'affichage 1, ainsi qu'une pièce d'horlogerie comportant un tel système d'affichage aux fins d'affichage d'une information horaire par exemple.
  • Bien qu'une application privilégiée de l'invention concerne le domaine de l'horlogerie, elle n'est pas limitée à un affichage d'une information horaire et peut également être mise en oeuvre dans tout domaine requérant l'utilisation d'un système d'affichage d'une information ou représentation quelconque sous une forme animée.
  • On a représenté sur les figures 1A et 1B un module d'affichage 1 selon l'invention dans un premier mode de réalisation. Dans ce premier mode de réalisation, le module d'affichage 1 consiste en un module d'affichage numérique d'un motif M tel qu'un chiffre ou un nombre comportant un bâtit 2 fixe auquel d'au moins deux organes d'affichage, en l'espèce trois organes d'affichage 31, 32, 33 dans l'exemple des figures 1A et 1B pour former le chiffre « 6 » (figure 1 B). Les organes d'affichage 31, 32, 33 sont solidaires du bâtit 2 et comportent chacun une portion d'affichage 31 a, 32a, 33a du motif M, lesdites portions d'affichage étant complémentaires l'une de l'autre de sorte qu'elles forment ledit motif dans au moins une position relative desdits organes d'affichage 31, 32, 33.
  • A cet effet, les organes d'affichage 31, 32, 33 sont solidaires du bâtit 2 et les organes 32, 33 sont également mobiles relativement au bâtit 2 par l'intermédiaire d'au moins une liaison déformable 4 formée par au moins une lame flexible 41 entre une première position de repos, représentée sur la figure 1A, dans laquelle les portions d'affichage des organes d'affichage 31, 32, 33 sont distantes l'une de l'autre et une position d'affichage, représentée sur la figure 1B, dans laquelle lesdites portions d'affichage 31 a, 32a, 33a sont contre-apposées l'une à l'autre pour former et afficher le motif M, en l'espèce un chiffre « 6 ».
  • Le déplacement des organes d'affichage 32, 33 relativement au bâtit 2 autour de leur liaison déformable 4 entre les positions de repos et d'affichage résulte avantageusement selon l'invention de la coopération desdits organes d'affichage 32, 33 avec un poussoir d'actionnement 5 agencé relativement au bâtit 2 et aux organes d'affichage pour transmettre un effort apte à induire un déplacement desdits organes d'affichage par déformation élastique autour de sa ou ses liaisons déformables 4 consécutivement à l'action d'un dispositif d'actionnement 6 distinct du module d'affichage 1, tel qu'une came 61 mobile en rotation autour d'un axe A sur les figures 1A et 1B, sur le poussoir d'actionnement 5.
  • Dans l'exemple de réalisation des figures 1A et 1B, les organes d'affichage mobiles 32, 33 comportent avantageusement au moins une bascule d'actionnement 32b, 33b comportant un bras solidaire en une extrémité de la portion d'affichage 32a, 33a et apte à pivoter par rapport au bâtit 2 par l'intermédiaire d'une liaison déformable 4, en l'espèce un pivot déformable, formé de deux lames flexibles 41 jointes en une de leurs extrémités au bâtit 2 et solidaires en leur seconde extrémité dudit bras, lequel coopère par un appui ponctuel ou plan, le cas échéant par une bascule intermédiaire 32c, 33c également liée au bâtit 2 par une liaison pivot déformable 4, avec le poussoir d'actionnement 5, lui-même également solidaire du bâtit 2 et mobile par rapport à celui-ci via une structure déformable 8 formée de deux lames flexibles 81 parallèles et formant un parallélogramme déformable.
  • Il convient de noter que bien que le module d'affichage 1 des figures 1A et 1B comporte des bascules intermédiaires 32c, 33c ces bascules sont toutefois non essentielles et leur présence dans le module d'affichage dépend fondamentalement du design particulier de celui-ci, des amplitudes de déplacements souhaitées pour les organes d'affichage 32, 33 ainsi que des dimensions particulières des bascules d'actionnement 32b, 33b et du poussoir d'actionnement 5.
  • Le module d'affichage 1 de l'invention est avantageusement constitué d'une pièce monolithique formée d'un matériau rigide, qu'on entend dans le cadre de la présente invention comme tout matériau dont le module d'Young est supérieur à 2.3 GPa. A ce titre un matériau de réalisation préféré du module d'affichage 1 de l'invention est le silicium, monocristallin ou polycristallin, à partir duquel on peut aisément, par exemple par des procédés de gravure profonde (notamment DRIE - pour Deep Reactive-ion Etching en anglais), former le bâtit 2 et les organes d'affichage 31, 32, 33 reliés l'un à l'autre par au moins une liaison déformable, résultant notamment avantageusement de la formation lors du procédé de gravure profonde d'une ou plusieurs lames flexibles 41 d'une largeur comprise entre 2 et 50 microns, l'épaisseur du bâtit 2 et du ou des organes d'affichage étant elle supérieure à 30 microns de préférence.
  • Un module d'affichage 1 selon l'invention peut notamment servir à la réalisation d'un système d'affichage de type cadran ou portion de cadran d'une pièce d'horlogerie pour indiquer un quantième horaire sous une forme d'affichage numérique. A titre d'exemples particuliers, on peut réaliser en premier lieu un cadran d'affichage par quart, toutes les 3 heures à 3, 6, 9 et 12h utilisant 4 modules d'affichage individuels 1 tel que représenté aux figures 1A et 1B formant respectivement comme motif les chiffres 3, 6, 9 et 12 ou encore réaliser un cadran d'affichage 12h classique tel que représenté à la figure 2, le module d'affichage circulaire comportant des sous-modules analogues au module d'affichage individuel des figures 1A et 1B sur un bâtit 2 circulaire .
  • Dans les deux cas, le bâtit 2 du module d'affichage 1 peut être fixé sur un cadran, un disque ou directement sur la carrure d'une boite de montre pour une montre squelette par tout moyen approprié et notamment collage ou soudure. En guise de dispositif d'actionnement 6, un mobile tel une bague comportant une ou plusieurs cames 61, est liée cinématiquement au canon des heures et pivote autour d'un axe A, par exemple centré au cadran de la montre comme dans un affichage par aiguilles classique.
  • Le fonctionnement d'un tel système d'affichage est décrit ci-après en référence aux figures 1A et 1B. Lors de la rotation de la bague 6, la came 61 vient pousser l'extrémité libre du poussoir d'actionnement 5 (figure 1 B) qui agit en tant que contact suiveur, et provoque un mouvement de translation du poussoir d'actionnement 5. Ce poussoir 5 pousse alors sur les bascules intermédiaires 32c, 33c qui pivotent par rapport au bâtit 2 et ainsi appui en leur extrémité opposée au poussoir 5 sur le bras de la bascule d'actionnement 32b, 33b, qui pivote à son tour entrainement le déplacement des portions d'affichages 32a, 33a vers la position d'affichage dans laquelle lesdites portions d'affichage s'ajustent avec la portion 31a pour former le chiffre « 6 » en guise de motif M sur la figure 1B.
  • Après le passage de la came 61 le contact suiveur du poussoir d'actionnement 5 revient en appui sur la bague 6, poussé par les forces de rappel des lames flexibles 41 de sa liaison déformable 4 au bâtit. Les portions d'affichages 32a, 33a, s'écartent alors pour revenir vers la position de repos (figure 1A) et le motif M n'est plus visible.
  • On réalise ainsi un système d'affichage animé comportant des portions d'affichage mobiles suivant une période déterminée pour engendrer un effet d'animation visuelle au sein de l'affichage ainsi qu'une forme nouvelle d'affichage mystérieux dans une pièce d'horlogerie.
  • Une variante de réalisation du module d'affichage 1 des figures 1A et 1B est représentée aux figures 3A et 3B. Dans cette variante les organes d'affichage mobiles 32, 33 et leurs portions d'affichages 32a, 33a sont reliés directement au poussoir d'actionnement 5. L'organe d'affichage 31 lui reste identique à celui des figures 1A et 1B.
  • Cette réalisation présente la particularité de ne présenter aucune interruption dans la chaine de commande du mouvement, depuis le poussoir d'actionnement 5 jusqu'aux portions d'affichages 32a, 33a. Il n'y a aucun frottement au sein du module d'affichage 1 dus aux mouvements, uniquement des déformations, donc une perte d'énergie minimale. Les portions d'affichage 32a, 33b sont connectées aux extrémités supérieures de deux bascules 32b et 33b, en rotation autour de liaisons déformables 4 en forme de pivots flexibles en «papillon» 42 solidaires du bâtit 2. L'extrémité inférieure de chacune des bascules et directement connectée au travers d'un ensemble 7 de lames flexibles en serpentin à un plateau 51 du poussoir d'actionnement 5, lequel est également solidaire du bâtit 2 par une structure 8 de guidage en translation linéaire à lames flexible 81.
  • Le fonctionnement et l'animation d'un tel module d'affichage 1 est identique à celui des figures 1A et 1B et est actionné par un organe d'actionnement apte à coopérer avec le poussoir 5 pour lui imprimer un effort de poussé entrainant le passage des organes d'affichages 32, 33 et de leurs portions d'affichage 32a, 33a en particulier de la position de repos représenté figure 3A à la position d'affichage représentée à la figure 3B.
  • Les principes structurels et fonctionnels du module d'affichage 1 des figures 3A et 3B peuvent être étendu pour la réalisation d'un module d'affichage circulaire tel que représenté à la figure 4, analogue à celui de la figure 2. Un tel module d'affichage pourra notamment servir de base à la réalisation d'un cadran de pièce d'horlogerie telle qu'une montre ou une horloge pour l'affichage sous une forme animé de l'heure avec une came d'actionnement des poussoirs 5 disposée mobile en rotation au centre du module d'affichage est reliée cinématiquement à la roue des heures d'un mouvement horloger.

Claims (13)

  1. Module d'affichage (1) comportant un bâtit fixe (2) et au moins deux organes d'affichage (31, 32, 33) substantiellement rigides, caractérisé en ce que :
    - lesdits organes d'affichage (31, 32, 33) comportent chacun une portion d'affichage (31 a, 32a, 33a) d'un motif (M), lesdites portions d'affichage étant complémentaires l'une de l'autre de sorte qu'elle forme le dit motif (M) dans au moins une position relative desdits organes d'affichage (31, 32, 33),
    - au moins un des organes d'affichage (32, 33) étant solidaire et mobile relativement au bâtit (2) par l'intermédiaire d'une liaison déformable (4) au moins entre une première position de repos dans laquelle lesdites portions d'affichages (31 a, 32a, 33a) sont distantes l'une de l'autre et une position d'affichage dans laquelle lesdites portions d'affichage (31 a, 32a, 33a) sont contre-apposées l'une à l'autre pour former et afficher ledit motif (M),
    - le ou les dits organes d'affichage (32, 33) mobiles relativement au bâtit (2) coopèrent avec un poussoir d'actionnement (5) agencé pour transmettre un effort de déplacement de cet organe d'affichage (32, 33) par déformation élastique autour de sa ou ses liaisons déformables (4) depuis ladite position de repos vers ladite position d'affichage,
    - lesdits organes d'affichage (31, 32, 33), le bâtit (2) et la ou les liaisons déformables (4) formant une pièce monolithique.
  2. Module d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte n organes d'affichage (31, 32, 33), n étant un nombre entier supérieur à 1, au moins un organe d'affichage (31) étant solidaire du bâtit et immobile par rapport à celui-ci.
  3. Module d'affichage indicateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le poussoir d'actionnement (5) est mobile par rapport au bâtit (2) par l'intermédiaire d'une liaison déformable (8).
  4. Module d'affichage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins un organe d'affichage (32, 33) comporte plusieurs liaisons déformables (4) au bâtit (2).
  5. Module d'affichage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les liaisons déformables (4) sont constituées de lames flexibles d'une largeur comprise entre 2 et 50 microns, l'épaisseur du bâtit (2) et du ou des organes d'affichage (3) étant supérieure à 30 microns.
  6. Module d'affichage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est constitué de silicium monocristallin ou polycristallin.
  7. Système d'affichage comportant un module d'affichage (1) selon l'une des revendications 1 à 6 et un dispositif d'actionnement (6) agencé pour transmettre un effort moteur sur le poussoir d'actionnement (5) de manière à induire un déplacement du ou des organes d'affichage mobiles (32, 33) de la position de repos vers la position d'affichage.
  8. Système d'affichage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement (6) comporte une came (61) ou un ergot, ledit dispositif d'actionnement étant mobile en rotation autour d'un axe de rotation et agencé relativement au poussoir d'actionnement (5) de telle sorte que ladite came ou ledit ergot exerce en au moins une position angulaire autour de l'axe de rotation sur le poussoir d'actionnement un effort apte à mobiliser ledit poussoir
  9. Système d'affichage selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de modules d'affichage (1).
  10. Système d'affichage selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits modules d'affichage sont disposés concentriquement autour du dispositif d'actionnement mobile en rotation autour d'un axe (A) de telle sorte que celui-ci coopère successivement avec un poussoir d'actionnement (5) de chacun des modules d'affichage (1).
  11. Système d'affichage selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement (6) est un dispositif d'actionnement sans contact par effet électrostatique, thermique ou magnétique sur le poussoir d'actionnement d'un module d'affichage (1).
  12. Pièce d'horlogerie caractérisée en ce qu'elle comporte un système d'affichage selon l'une des revendications 7 à 11.
  13. Pièce d'horlogerie selon la revendication 12, caractérisée en ce que le dispositif d'actionnement (6) est lié cinématiquement au mobile des heures et/ou au mobile des minutes d'un mouvement horloger et le ou les modules d'affichage sont agencés pour afficher un quantième de temps.
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