FR2476342A1 - Dispositif d'affichage electro-optique du temps sous forme analogique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN DISPOSITIF D'AFFICHAGE ELECTRO-OPTIQUE DE TEMPS SOUS FORME ANALOGIQUE, DU TYPE COMPORTANT UN CADRAN HORAIRE A AFFICHAGE ELECTRO-OPTIQUE SIMULANT DES AIGUILLES PAR EXCITATION SIMULTANEE D'ELECTRODES ENSERRANT UN MATERIAU ELECTRO-OPTIQUE. LES HEURES SE REPARTISSENT SUR LE CADRAN SELON UNE SYMETRIE CIRCULAIRE D'ORDRE 12 A PARTIR D'UN AXE MARQUANT 12HEURES, TANDIS QUE LESDITES ELECTRODES COMPRENNENT SUR L'UNE DES FACES DU CADRAN DES PLAQUES EN FORME DE SECTEURS ANNULAIRES REPARTIES SUR 10 SECTEURS ANGULAIRES, SELON UNE SYMETRIE CIRCULAIRE D'ORDRE 10, ET SUR LA FACE OPPOSEE DU CADRAN, DES SEGMENTS RADIAUX REPARTIS EN 10 GROUPES RESPECTIVEMENT DANS CHACUN DESDITS SECTEURS ANGULAIRES, ET RELIES ELECTRIQUEMENT EN SERIES, SUR DES CIRCUITS D'ALIMENTATION EN MEANDRES, SELON UNE SYMETRIE CIRCULAIRE D'ORDRE 5. LE DISPOSITIF EST CARACTERISE EN CE QUE LA FRONTIERE ENTRE LE PREMIER ET LE DERNIER DESDITS SECTEURS B, B EST DECALEE ASYMETRIQUEMENT D'UN NOMBRE ENTIER DE SEGMENTS 101 PAR RAPPORT A L'AXE DU CADRAN MARQUANT 12HEURES.

Description

La présente invention se rapporte aux dis-

positifs d'affichage électro-optique du temps. Elle con-

cerne, plus particulièrement, un affichage du type o les indications horaires sont représentées sous forme analogique, par simulation d'aiguilles tournant sur un

cadran horaire.

Un dispositif d'affichage de ce type a été décrit dans la demande de brevet britannique No 2 014 337. La simulation des aiguilles y est assurée par

des moyens électro-optiques comportant, sur toute la sur-

face du cadran, un matériau électro-optique, à cristaux

liquides par exempte, enserré entre des électrodes ré-

parties en deux couches et placées individuellement sous la commande de moyens de comptage du temps. Là o les électrodes des deux couches sont excitées simultanément à des potentiels opposées par rapport à un potentiel

neutre, de manière à soumettre le matériau électro-op-

tique à un champ électrique suffisant, ce matériau ap-

paraît en contraste sur le fond restant du cadran. Pour simuler le déplacement des aiguilles, on commande ainsi

l'excitation séquentielle d'électrodes en forme de sec-

teurs ou segments radiaux répartis tout autour du ca-

dran, au rythme d'avancement de ces aiguilles, détermi-

né par les moyens de comptage.

Pour obtenir une représentation compa-

rable à celle des aiguilles des montres et horloges à représentation analogique usuelles, notamment les aiguilles des minutes et des heures, on a été amené

à constituer les électrodes de l'affichage électro-

optique pour l'une des couches, d'un côté du matériau

électro-optique, sous forme de segments radiaux ré-

partis tout autour du cadran, et pour l'autre couche, de l'autre côté du matériau électro-optique, sous forme de plaques en secteurs annulaires, réparties en deux couronnes concentriques. On trouve également, dans chaque couronne, plusieurs plaques réparties -2-

tout autour du cadran, mais chacune couvre un secteur d'in-

tervalle angulaire multiple de celui de chaque segment.

L'aiguille des minutes est simulée par un segment radial

rendu visible sur toute sa longueur par excitation simul-

tanée de ce segment et des deux plaques qui lui font face,

celle de la couronne interne et celle de la couronne ex-

terne. L'aiguille des heures est simulée par un segment ou par deux segments adjacents excités simultanément,

mais seulement sur une partie de leur longueur, en exci-

tant en même temps la plaque en vis-à-vis qui appartient à la couronne interne, et non pas celle de la couronne externe. On conçoit que la commande séquentielle des connexions d'alimentation électrique peut devenir fort complexe, suivant le nombre des électrodes distinctes, lequel doit cependant être suffisant pour permettre une figuration raisonnable de la position des a4gui- les et de leur avancement. Or, les segments sont, de préférence, au nombre de 60, de sorte que la commande de l'aiguille des

minutes implique de faire passer la simulation, dont l'ex-

citation, d'un segment au suivant à chaque minute. Autre-

ment dit, l'aiguille des minutes affichée change de posi-

tion toutes les minutes. Pour ramener le nombre de conne-

xions électriques à un chiffre acceptable dans la construc-

tion des horloges, et même des montres, la demande de bre-

vet britannique ci-dessus prévoit d'alimenter en série par un même circuit électrique des segments associés à des plaques opposées différentes, et ceci en corrélation avec

un système de commande à multiplexage.

On distingue dix groupes de segments radiaux, chaque groupe comportant six segments successifs en regard d'un même couple de plaques en secteurs annulaires. Chaque couple est ici supposé formé de deux plaques en secteurs annulaires concentriques, dans le même secteur angulaire, c'està-dire que le cadran comporte dix de ces couples de

la même manière qu'il comporte dix groupes de segments..

-3- Les segments sont reliés électriquement en série par dix, un de chaque groupe, suivant des circuits

dits en méandres, comme décrit, par exemple, dans le bre-

vet Suisse no 575 146. A la frontière entre deux secteurs, les deux segments adjacents, associés respectivement à des

plaques différentes, appartiennent au même circuit en mé-

andres. Dans le brevet britannique précité on a en outre décrit, avec tous les détails souhaitables, comment un tel cadran d'affichage du temps peut être commandé par

des circuits logiques à multiplexage à partir des informa-

tions d'état des compteurs de temps, données en binaire.

L'affichage d'un segment approprié sur le secteur correct, sur la seule couronne interne s'il s'agit de l'aiguille des heures ou sur à la fois la couronne interne et la couronne externe s'il s'agit de l'aiguille des minutes, implique d'exciter, d'une part, le bon circuit en méandres d'autre part, les bonnes plaques en secteurs sur l'autre face du cadran. Dans le même document, on a aussi expliqué comment on pouvait obtenir des champs électriques moyens entre les électrodes déterminant l'affichage ou l'effacement, en se contentant, au départ, de quatre formes d'ondes carrées pour les plaques, décalées en phase de 90 degrés l'une par rapport à l'autre, et pour les circuits en méandres de quatre autres formes d'ondes, dérivées d'une même forme

d'ondes à trois paliers, également par déphasage de 90 de-

grés. Les combinaisons de ces formes d'ondes à deux et trois paliers permettent toutes les commandes nécessaires à la simulation des différents positions des aiguilles sur

le cadran horaire.

Cependant, les montres qui ont pu être cons-

truites conformément à ce qui précède sont encore très dé-

ficientes dans la qualité de la simulation.En particulier, la position de l'aiguille des heures aux heures justes est tellement éloignée de sa position normale, face au chiffre correspondant, que la lecture en devient douteuse. De plus,

une représentation assimilable à celle des cadrans à ai-

-4- guilles usuels demande de constituer l'aiguille des heures par deux segments accolés de la couronne interne pour la distinguer clairement de l'aiguille des minutes, et, dans ce cas, l'on n'a pas su, à ce jour, concevoir des circuits de commande conservant toute la simplicité souhaitable. La présente invention vise à s'affranchir de ces inconvénients, en particulier à améliorer la qualité de la simulation par rapport aux cadrans à aiguilles usuels pour un prix de construction acceptable, et ceci d'abord par la conception du cadran horaire électrooptique, mais

aussi par la conception des circuits électroniques de com-

mande de ltexcitation des électrodes.

Un dispositif d'affichage électro-optique de temps sous forme analogique conforme à l'invention comporte un cadran horaire à affichage électrooptique simulant des aiguilles par excitation simultanée d'électrodes enserrant un matériau électro-optique, cadran sur lequel les heures se répartissent selon une symétrie circulaire d'ordre 12 à partir d'un axe marquant 12 heures, tandis que lesdites électrodes comprennent, sur l'une des faces du cadran, des plaques en forme de secteurs annulaires réparties sur dix secteurs angulaires, selon une symétrie circulaire d'ordre et, sur la face opposée du cadran, des segments radiaux répartis en dix groupes, respectivement dans chacun des dix secteurs angulaires, et reliés en séries sur des circuits d'alimentation en méandres, selon une symétrie circulaire

d'ordre 5. Ce dispositif se caractérise en ce que la fron-

tière entre le premier et le dernier desdits secteurs est décalée assymétriquement d'un nombre entier de segments par

rapport à l'axe du cadran marquant 12 heures.

Conformément à un mode de réalisation préféré

de l'invention, pour un cadran horaire sur lequel les seg-

ments sont au nombre de 60, reliés électriquement en séries de 10, un de chaque groupe, sur les circuits en méandres,

le décalage ci-dessus est de un ou deux segments, et de pré-

férénce d'un segment seulement.

Le cadran horaire du dispositif selon l'in-

vention est utilisé en combinaison avec des circuits élec-

troniques de commande des électrodes en fonction de l'état de compteurs de temps. Pour un cadran sur lequel les plaques en forme de secteurs annulaires sont réparties en au moins deux couronnes concentriques, interne et externe, dans les dix secteurs angulaires, les circuits électroniques d'un dispositif selon l'invention sont avantageusement connectés de manière a simuler au moins une aiguille des minutes par un segment affiché sur les deux couronnes de plaques du

secteur angulaire correspondant, tournant segment par seg-

ment d'un tour de cadran par heure, et une aiguille des heures par deux segments accolés affichés sur la couronne

interne seulement, faisant un tour de cadran en douze heu-

res, et de manière à commander l'affichage de l'aiguille des minutes, qui est synchronisé sur un segment jouxtant l'axe marquant 12 heures, avec l'affichage de l'aiguille des

heures centré sur cet axe.

Ces dispositions selon l'invention permettent la réalisation d'une simulation dans laquelle l'aiguille des heures se trouve très précisément en place aux heures exactes, lorsque l'aiguille des minutes indique 00 minutes, contre l'axe du cadran marquant 12 heures. Ceci se vérifie au moins aux quatre quarts de cadran, à 12 heures, 3 heures,

6 heures, 9 heures.

On peut cependant tolérer une certaine erreur, limitée à l'intervalle angulaire d'un seul segment, pour des heures exactes intermédiaires, par exemple 1 heure et 7 heures dans le cas o le décalage des secteurs est d'un segment en retard sur l'axe du cadran, ou 5 heures et 11 heures lorsque ce décalage est d'un segment en avance sur

l'axe du cadran. L'avantage est que, tout en simulant l'ai-

guille des heures par deux segments accolés, on peut con-

server aux circuits électroniques de commande à multiplex-

age une grande simplicité, en s'interdisant d'afficher en même temps deux segments d'un même circuit en méandres pour -6- l'aiguille des heures, avec, pour l'aiguille des mi4nutes,

un autre segment situé dans l'un des mêmes secteurs angu-

laires que les segments précéder.zs. Co-mme i- s'agit pour

l'aiguille des heures, de deux segments accolés, cette con-

dition pourrait se trouver remplie au moment o cette ai-

guille enjambe la frontière entre deux secteurs, si 'ai-

guille des minutes se trouvait simultanément sur l'un de ces secteurs. Ce n'est en effet qu'à la frontière entre deux secteurs que l'on peut trouver deux segments adjacents associés respectivement à des plaques différentes tout en appartenant aux mêmes circuits en méandres. Conformément a l'invention, il est alors avantageux de Faire, en quelque sorte, sauter ces frontières à l'aiguille des heures, alors que le reste du temps elle avance segment par segment, d'un segment toutes les douze minutes lorsqu'il y a, en tout, 60

segments pour un tour de cadran er douze heures.

En d'autres termes, es circuits électroniques sont avantageusement connectés de manière à c iarnde-u un saut simultané des deux segments de l'aiguille des heures

d'un secteur à l'autre, à chaque front-ère entre deux sec-

teurs, et sur le reste du cadran, une progression régulière de cette aiguille segment par segment, en imposant un séjour double d'un côté ou de l'autre de chaque frontière entre

deux secteurs. Pour un rythme de progression segment par seg-

ment de douze minutes en douze minutes, le passage de cha-

que frontière s'effectue les deux segments à la fois avec

une avance ou un retard de douze minutes.

Par ailleurs, on améliore encore la qualité

de la simulation si, pour un cadran de 60 segments, on com-

mande la progression de l'aiguille des heures au rythme de douze minutes segment par segment, avec un décalage dans

le temps de six minutes par rapport au passage de l'aiguil-

le des minutes à 00 minute sur un segment jouxtant l'axe marquant 12 heures. Aux heures exactes, sauf éventuellement en deux positions opposées telles que 1 heure et 7 heures, mais en tous cas à 12 heures 00 minute, 3 heures 00 minute, -7- 6 heures 00 mirnute, et 9 heures On. minutes, l'aiguille des heures se trouve alors très exactement en place pendant 6

minutes avant l'heure exacte et 6 minutes après.

Les autres caractéristiques ci-après condui-

sent à des circuits électroniques particulièrement simples en liaison avec le cadran horaire tel que déjà défini. Ces

circuits électroniques comportent, de préférence, des moy-

ens pour déterminer les positions de l'aiguille des minutes et de chacune des branches de l'aiguille des heures, en

fonction de l'état des compteurs de temps, et pour sélec-

tionner les circuits en méandres correspondants et les pla-

ques des secteurs angulaires correspondants (secteurs an-

nulaires internes et secteurs annulaires externes), des

moyens de comparaison définissant par trois signaux de com-

paraison respectivement: A) si le secteur de l'aiguille des minutes et celui de l'aiguille des heures sont identiques; B) si le circuit en méandres de la première branche de l'aiguille des heures et celui de l'aiguille des minutes sont identiques; C) si le circuit en méandres de la seconde branche de l'aiguille des heures et celui de l'aiguille des

minutes sont identiques.

Les circuits comprennent, en outre, des moyens, commandés par les trois signaux de comparaison, pour sélectionner des formes d'ondes correspondantes à appliquer aux circuits en méandres, aux secteurs internes, aux secteurs externes, et pour les appliquer aux circuits en méandres et aux plaques

sélectionnés. La sélection des formes d'ondes peut s'effec-

tuer, en particulier, parmi quatre formes d'ondes à trois

paliers, déphasées de 90 degrés l'une par rapport à l'au-

tre pour les circuits en méandres, deux formes d'ondes à deux paliers et un signal plat pour les secteurs internes, une forme d'ondes à deux paliers et un signal plat pour les

secteurs externes.

Selon encore une autre caractéristique, la -8-

sélection des circuits en méandres s'effectue sous la com-

mande de signaux qui traduisent en binaire les informations de position fournies à chaque cycle de comptage des circuits,

avec inversion desdits signaux au cours d'un cycle sur deux.

Ceci permet de simplifier les circuits de commande et de sélection parmi la succession des circuits en méandres, car l'on n'a pas à agir sur le sens du comptage pour suivre l'ordre des segments tels qu'ils apparaissent sur le cadran horaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement dans le cours de

la description qui suit, laquelle concerne un mode de réa-

lisation particulier, nullement limitatif, d'un dispositif d'affichage électro-optique de temps sous forme analogique

conforme à l'invention. Cette description fait référence

aux figures 1 à 7 des dessins annexés, parmi lesquelles - la figure 1 représente schématiquement la forme et la disposition des électrodes sur le dessus et sur le dessous du cadran horaire; - la figure 2 illustre différentes positions des aiguilles simulées sur le cadran;

- la figure 3 illustre la production des for-

mes d'ondes utilisées pour l'excitation des électrodes; - la figure 4 est un schéma synoptique de l'ensemble des circuits électroniques de commande; et

- les figures 5, 6 et 7 sont des schémas sy-

noptiques de ces mêmes circuits, représentés d'une manière

plus détaillée.

Sur la figure 1, on a schématiquement repré-

senté le cadran horaire à représentation analogique élec-

tro-optique qui est utilisé pour l'affichage du temps, en heures et minutes. Dans le mode de réalisation particulier

considéré, le matériau électro-optique est à base de cris-

taux liquides, et le mode d'affichage est, dans son princi-

pe, analogue à celui qui a été décrit dans le brevet bri-

tannique no 2 014 337 en ce sens que ce matériau est en-

serré entre deux couches d'électrodes, en forme de segments

radiaux sur une face du cadran, et en forme de secteurs an-

nulaires sur la face opposée, et que, pour faire apparaître un segment en contraste sur le fond du reste du cadran, on crée le champ électrique nécessaire par excitation simul-

tanée des deux couches d'électrodes en cet endroit.

On a fait apparaître sur la figure 1 la cons-

titution des deux couches d'électrodes sur le cadran horai-

re, comme si elles étaient toutes deux visibles sur le des-

sus du cadran, alors qu'il n'en est évidemment rien. La re-

présentation figurée a cependant l'intérêt de faire ressor-

tir la disposition relative des électrodes entre l'une et

l'autre faces du cadran. Sur le dessus, la couche conductri-

ce est divisée en 60 segments radiaux, régulièrement répar-

tis tout autour du cadran. Sur le dessous, l'autre couche

conductrice est divisée en 20 plaques réparties en deux cou-

ronnes concentriques sur 10 secteurs angulaires égaux. La disposition respecte ainsi une symétrie circulaire d'ordre , alors que, bien entendu, les chiffres ou autres repères indiquant les heures (12 heures, 1 heure, 2 heures, etc...) sur le cadran, se répartissent selon une symétrie circulaire d'ordre 12. Chacune des plaques d'électrodes a la forme d'un

secteur annulaire et l'on distingue 10 couples de tels sec-

teurs, comportant chacun, dans le même secteur angulaire,

un secteur annulaire interne, tel que B1, et un secteur an-

nulaire externe, tel que B11. Toutefois, dans le cas précis de la figure 1, le contour des secteurs annulaires suit une géométrie orthogonale et non pas strictement circulaire, de manière à aboutir à une simulation des aiguilles adaptée à

un cadran carré, comme représenté.

La numérotation des secteurs angulaires a été

complétée sur la figure 2, de B1 à Blo pour la couronne in-

terne, et de Bl à B20 pour la couronne externe. Elle ne l'a pas été sur la figure 1, pour ne pas alourdir par trop la représentation. Pour la même raison, on n'a pas figuré les connexions électriques qui, sur la face de dessous du cadran,

- 10 -

permettent d'exciter individuellement chacune des plaques en forme de secteurs annulaires. Par contre, on a fait apparaître les liaisons électriques ui regroupent les segments sur la face supérieure du cadran. Les 60 segments successifs sont répartis en 10 groupes, de 6 segments cha-

cun, pour lesquels il existe seulement 6 circuits d'ali-

mentation numérotés M1 à M6. Chaque circuit, tel que, par exemple, le circuit M2 hachuré sur la figure 1, décrit tout

autour du cadran un trajet en méandres, en reliant électri-

quement en série 10 segments distincts, appartenant respec-

tivement aux 10 groupes. Les couches conductrices reliant

un segment au suivant de la série se situent alternative-

ment au centre et à l'extérieur du cadran, mais toujours en dehors de la surface occupée, sur l'autre face du cadran,

par les secteurs annulaires. Elles ne sont donc jamais ren-

dues visibles lors de la simulation des aiguilles. Si l'on considère les segments dans l'ordre o on les rencontre en tournant continuellerent autour du cadran, les c:rcuits auxquels ils appartiennent se succèdent de M à M6, puis de m6 à Ml, puis à nouveau de M1 à M6, et ainsi de suite. On rencontre donc tous les 5 segments deux segments successifs

reliés électriquement ensemble.

Comme le montre en outre la figure 1, les

secteurs annulaires B-B, sont disposés par rap-

port aux segments radiaux de manière à couvrir chacun:'in-

tervalle angulaire occupé par 6 segments. De plus, les li-

aisons entre les segments sur leurs circuits d'alimentation sont établies de manière que chaque groupe de 6 segments appartenant respectivement aux 6 circuits d'alimentation se

place exactement dans l'un des dix secteurs angulaires dé-

finis par les plaques en forme de secteurs annulaires. Il

en résulte que, là o deux segments adjacents ne se dis-

tinguent pas l'un de l'autre sur la face supérieure du ca-

dran, du fait qu'ils appartiennent à un même circuit d'a-

limentation M1 ou M6> la séparation entre ces deux segments est apportée, sur l'autre face du cadran, par la frontière radiale entre deux couples de secteurs annulaires. Enfin,

- il -

la position de ces frontières entre les secteurs successifs n'est pas arbitraire sur le cadran horaire. Près de l'axe

origine du cadran (celui qui marque 12 heures), la fron-

tière radiale entre les deux secteurs est décalée par rap-

port à cet axe d'un intervalle angulaire qui correspond

exactement à celui d'un segment, et vers la gauche, c'est-

à-dire dans le sens d'un retard par rapport à l'affichage

du temps.

La figure 2 a principalement pour objet de montrer comment se situent les aiguilles simulées sur le

cadran de la figure 1 en différents moments de leur dépla-

cement. En fait, les différentes positions des aiguilles au cours du temps ne sont pas seulement déterminées par la forme et la disposition des électrodes sur le cadran de la

figure 1. Elles le sont tout autant par les circuits élec-

troniques qui commandent l'excitation de ces électrodes, en fonction de moyens de comptage du temps. Mais il sera

plus facile de comprendre la description de ces circuits

électroniques lorsque l'on aura exposé le principe de la simulation. La figure 2 illustre, en outre, comment sont simulées distinctement l'aiguille des minutes et l'aiguille des heures. Ainsi, l'aiguille des minutes est simulée par l'affichage d'un segment long, référencé 101 sur la figure

2, obtenu par excitation de l'électrode définissant ce seg-

ment, ou plus précisément du circuit en méandres auquel il

appartient, et par excitation simultanée des deux électro-

des en forme de secteurs annulaires qui lui font face de l'autre côté du cadran, dans le même secteur angulaire. Le

segment 101 apparaît ainsi en contraste sur le fond du res-

te du cadran, aussi bien sur la couronne interne (secteur B1) que sur la couronne externe (secteur B l). A l'inverse,

les segments restent effacés sur la couronne externe lors-

qu'il s'agit de simuler l'aiguille des heures, comme en 103

sur la figure 2.

Par contre, l'aiguille des heures est simu-

lée plus large que l'aiguille des minutes. Elle couvre deux segments adjacents, que l'on désignera également par - i X-_

la suite comme les deux bran.-hes de l' guiie des heures.

La simulation de l'aiguille des heures demande donc 'exci-

tation simultanée de deux segments accolés et du secteur

annulaire interne situé en regard de ces segments. La r:-

tation de l'aiguille simulée des heures est, en outre, com-

mandée de manière que les deux segments accolés qui la si-

mulent soient toujours situés sur un même secteur. Autre-

ment dit, on commande toujours l'affichage de l'aiguille des heures par excitation d'un seul secteur de la couronne

interne et excitation simultanée de deux circuits en me-

andres alimentant respectivement deux segments accolés, et

on évite toute situation o ces deux segments se situerai-

ent de part et d'autre d'une frontière entre deux secteurs

adjacents, auquel cas l'affichage devrait impliquer à l'in-

verse deux secteurs différents et un unique circuit d'ali-

mentation en méandres commun. On se rappellera, en effet,

qu'à la frontière entre deux secteurs, les segments adja-

cents appartiennent à un même circuit d'alimentation en

méandres M ou M6.

On aura aussi retenu de la description de la

figure 1 que, par construction, le dispositif d'affichage électro-optique à représentation analogique du temps du

type considéré comporte, pour un cadran de 12 heures, seu-

lement 10 secteurs d'électodes avec leurs segments asso-

ciés. I1 en résulte que l'aiguille des heures doit se dé-

placer de moins d'un secteur par heure. Au cours de 5 heu-

res sur 6, elle doit passer d'un secteur au su-vant. A ce

moment, le déplacement de l'aiguille des heures est comman-

dé de deux segments d'un coup, l'aiguille sautant ainsi la frontière entre les deux secteurs successifs, alors que, ie reste du temps, on commande une avance plus progressive, d'un seul segment à la fois. Comme l'ensemble du cadran horaire comporte 60 segments, la progression segment par

segment s'effectue à chaque minute pour l'aiguille des mi-

nutes, et normalement toutes les 12 minutes pour 1'ag uie des heures (60 segments en 12 fois 60 minutes). Orn commande effectivement l'avance de l'aiguille des heures toutes _es

- 13 -

12 minutes toux le zemps qu'elle avance bien segment par segment, mais lorsqu'elle arrive à la frontière entre deux secteurs, on la retient 12 minutes supplémentaires dans le secteur qu'elle va quitter, avant de faire passer les deux segments ensemble dans le secteur suivant.

Lorsqu'il est juste midi ou 00 heure, l'ai-

guille des minutes étant affichée en 101 par l'un des seg-

* ments jouxtant l'axe du cadran marquant 12 heures, on si-

mule l'aiguille des heures en 102, par les deux segments

courts du secteur B1 situés de part et d'autre de cet axe.

Ceci est possible du fait que la frontière origine des sec-

teurs est décalée par rapport à l'axe de la montre. Cette position de l'aiguille des heures est maintenue pendant 12

minutes. On évite de changer sa position aux heures justes.

A cette fin, la progression de l'aiguille des heures seg-

ment par segment est décalée de 6 minutes par rapport au

passage de l'aiguille des minutes par l'axe de la montre.

Ainsi, par exemple, l'aiguille des heures prend par ses deux branches la position illustrée en 102 à 11 heures 54 minutes, 6 minutes avant l'heure juste, et elle la quitte

6 minutes après l'heure juste, à 12 heures 06 minutes.

Compte tenu du positionnement adopté pour la frontière entre les secteurs par rapport aux repères marquant les heures sur le cadran, l'aiguille des heures se trouve aux heures justes dans les différentes positions illustrées sur la figure 2: en 103 à 1 heure 00 minute, en 104 à 2 heures 00 minute, en 105 à 3 heures 00 minute, et ainsi de suite jusqu'à 113. On remarque que l'aiguille est alors presque

toujours exactement en face du repère marquant l'heure cor-

respondante, et que tel est le cas, en particulier, en 102

à 12 heures, 105 à 3 heures, 108 à 6 heures et 111 à 9 heu-

res. Ce n'est que dans deux cas, en 103 à 1 heure et en 109

à 7 heures, que l'aiguille des heures ne peut être exacte-

ment en place à l'heure juste, car elle aborde alors la frontière entre deux secteurs. L'erreur de positionnement reste cependant faible, équivalant à la largeur angulaire

- 14 -

d'un segment, et elle existe seulement jusqu'à 6 minutes après le passage de l'aiguille des minutes par l'axe de la montre, soit jusqu'à 1 heure 06 minutes ou 7 heures 06 mi-

nutes. On passera maintenant à la définition des si- gnaux qui sont appliqués aux électrodes pour commander

l'excitation des segments appropriés et à leur mode de sé-

lection. Dans ce mode de sélection, le dispositif objet de l'invention diffère du dispositif antérieur décrit dans le brevet britannique no 2 014 337, bien que l'on utilise,

pour les signaux d'excitation, des formes d'onde consti-

tuées de la même manière. A chacun des secteurs annulaires E1 à B20' on peut appliquer l'une ou l'autre de deux formes d'ondes carrées déphasées l'une par rapport à l'autre de

90 degrés, soit 0l et 02. A chacun des circuits en méan-

dres, on peut appliquer, indépendamment de ce qui précède, l'une ou l'autre de quatre formes d'ondes el, e2, 63 et 64, toutes constituées par des formes d'ondes à trois paliers et dérivées chacune de la précédente par un déphasage de 90 degrés. Ces formes d'ondes, représentées sur la figure 3, sont du même type que celles qui ont été décrites dans

le brevet britannique précité. Leurs combinaisons permet-

tent d'afficher, ou non, les parties considérées du cadran suivant la valeur moyenne du champ électrique alternatif crée entre les électrodes en vis-à-vis auxquelles elles

sont appliquées. L'essentiel pour le fonctionnement du dis-

positif selon l'invention est que la forme d'onde el, ap-

pliquée à un secteur annulaire, conduit à un affichage pour les segments auxquels sont appliquées les formes d'ondes 61 ou e2, et un effacement pour les segments qui reçoivent les formes d'ondes 03 ou M4, et que, par contre, lorsque la forme d'onde 02 est appliquée à un secteur annulaire,

il y a affichage pour les segments en vis-à-vis qui re-

çoivent les formes d'ondes e2 ou 63, et effacement pour

ceux qui reçoivent les formes d'ondes el ou 64. Par ail-

leurs un signal plat à la tension de référence 0o est ap-

pliqué à tous les secteurs annulaires qui ne sont pas sé-

- 15 -

selectionnés pour recevoir l'une des formes d'ondes il et

e-2, et la forme d'onde 64 constitue pour les circuits d'a-

limentation en méandres un signal de référence qui conduit toujours à un effacement de tous les segments du circuit auquel il est appliqué. Pour les secteurs annulaires et les circuits en méandres o se situent les aiguilles à afficher, la sélection des formes d'ondes nécessaires pour conduire à

l'affichage recherché s'effectue en fonction de trois cri-

tères de comparaison. Ces trois critères sont les suivants: A: le secteur annulaire interne o se trouvent les deux

branches de l'aiguille des heures est -ou n'est pas-

le même que celui o se trouve l'aiguille des minutes;

B: l'aiguille des minutes et la première branche de l'ai-

guille des heures sont -ou ne sont pas- sur le même circuit en méandres;

C: l'aiguille des minutes et la seconde branche de l'ai-

guille des heures sont -ou ne sont pas- sur le même

circuit en méandres.

Les différentes possibilités existant alors dans le contexte qui a déjà été défini par ces limites en

construction et en fonctionnement sont classées dans le ta-

bleau ci-après o l'on a affecté de la lettre M les circuits

en méandres, de la lettre B les secteurs annulaires, en dé-

signant par Hi l'aiguille des heures, première branche, H2 l'aiguille des heures, deuxième branche, et M l'aiguille

des minutes, dans la position à afficher.

Circuits en méandres Secteurs annulaires Heures Minu- Autres Heures Minutes Autres

tes méan- HB MB MB sec-

HIl H2 M dres (int.) int.ext.teurs A non-B non-C non e3 63 6i d 92 91 61 e0 A oui-B non-C non e3 63 ç2 64 92 02 i1 80 A non-B oui-C non 62 63 62 64 92 el el 90 A non-B non-C oui 53 62 e2 64 02 01 e1 G0 A oui-B oui-C non 62 63 62 64 62 92 01 90 A oui-B non-C oui 63 62 "2 64 02 02 1 e0

- 16 -

Le tableau tien compte du fait que les deux branches de l'aiguille des heures ne se dis-inguent que du côté des segments, c'est-à-dire des cir:uits en.aiéndres, et non pas du côté des secteurs annulaires. Le ah!eau tient également compte du fait que, du côté des secteurs annulaires, l'aiguille des heures concerne le seul secteur annulaire interne (int.), alors que l'aiguille des minutes fait intervenir aussi bien le secteur interne (int.) que le secteur externe (ext.). On a choisi d'affecter par priorité le signal 91 au secteur annulaire externe de l'aiguille des

minutes et le signal 92 à l'aiguille des heures, mais d'au-

tres combinaisons de ces signaux sont également possibles, de la même manière que, pour les circuits en méandres,

d'autres combinaisons des signaux que celles qui sont in-

diquées pourraient être utilisées tout en conduisant aux

mêmes résultats.

En vue de décrire maintenant les circuits de

commande de l'affichage en fonction du temps, on commence-

ra par rappeler que cette commande implique de: 1) Déterminer les positions sur le cadran horaire: - de l'aiguille des minutes, changeant chaque minute,

- de l'aiguille des heures première branche et de l'ai-

guille des heures seconde branche, changeant toutes les 12 minutes; - les aiguilles peuvent être visualisées par 60 segments

(qui peuvent être courts ou longs) sur le cadran ho-

raire o ces segments se répartissent: - sur une face, en 6 circuits en méandres - sur l'autre face, en 10 secteurs couronne interne (secteurs internes) et 10 secteurs couronne externe

(secteurs externes).

2) Sélectionner les formes d'ondes appropriées à appliquer dans chacune de ces positions:

- aux circuits en méandres parmi 4 possibilités de for-

mes d'ondes 1, 62, 63, d4, - aux secteurs internes parmi 3 possibilités 30, 91, 92,

- aux secteurs externes parmi 2-possibilités 90, 91.

- 17 -

Conformément à la figure 4, l'es circuits élec-

troniques de commande de l'affichage comprennent essentiel-

lement un compteur d'avance de l'aiguille ces minutes 121 et un compteur d'avance de l'aiguille des heures 122 qui, à partir des impulsions produites à une fréquence détermi- née par un oscillateur 123, fournissent des signaux qui

traduisent en informations.binaires les positions que doi-

vent prendre à chaque instant respectivement l'aiguille des minutes et l'aiguille des heures, en fonction des états des

compteurs.

Depuis le compteur d'avance de l'aiguille

des minutes 121, les informations MM qui déterminent le cir-

cuit à méandres correspondant à la position de l'aiguille des minutes sont transmises, d'une part, à un comparateur

124, d'autre part, à un ensemble 125 de commande d'excita-

tion des méandres M1 à M6, par l'intermédiaire d'un multi-

plexeur 126 suivi d'un décodeur 127. Les informations MB issues du même compteur 121, mais relatives aux secteurs annulaires, sont transmises de leur côté, d'une part, au

comparateur 124 et, d'autre part, à un ensemble 128 de com-

mande d'excitation des secteurs annulaires B à B20 par

1 20

l'intermédiaire d'un multiplexeur 129 suivi d'un décodeur 130. Le compteur d'avance de l'aiguille des heures 122 fournit, d'une part, des informations HB déterminant le secteur o se trouve l'aiguille des heures, informations qui sont transmises comme celles du secteur de l'aiguille des minutes, d'une part, au comparateur 124, d'autre part,

au multiplexeur 129, et de là par le décodeur 130 à l'en-

semble 128 assurant la commande de l'excitation des diffé-

rents secteurs annulaires. Il fournit d'autre part deux groupes d'informations H1M et H 2M concernant respectivement les deux branches de l'aiguille des heures, et définissant

les méandres correspondants, informations qui sont trans-

mises au comparateur 124 et, par l'intermédiaire du multi-

plexeur 126 et du décodeur 127, à l'ensemble 125 de comman-

de de l'excitation des méandres.

Le comparateur 124 effectue des comparaisons

- 18 -

suivant des critères A, B, C, et il fournir des informat-

ions correspondantes à partir desquelles sont établis en 132 des signaux de sélection qui sont ensuite transmis les uns à l'ensemble 125 et les autres à -'ensemble 128, o ils déterminent la sélection des formes d'ondes appropriées

respectivement pour les méandres et pour les secteurs annu-

laires. Les formes d'ondes produites en fonction de ces si-

gnaux de sélection sont appliquées aux méandres ou aux sec-

teurs annulaires qui sont sélectionnés par ailleurs, en po-

sition sur le cadran horaire, d'après les informations

transmises par l'intermédiaire des multiplexeurs et déco-

deurs. Les circuits de la figure 4 sont représentés plus en détail, pour une partie sur la figure 5 et pour

partie sur la figure 6.

Le compteur d'avance de l'aiguille des minu-

tes doit diviser par 60 la fréquence d'un signal M (fig.5)

qui comporte une impulsion par minute. Il comprend un di-

viseur par 6, 134, un diviseur par 2, 135, et un diviseur par 5, 136. Les informations MB qui définissent le secteur angulaire (secteur annulaire interne et secteur annulaire externe) de l'aiguille des minutes parmi les 10 positions possibles pour ce secteur, sont obtenues en binaire, sur

quatre lignes, à la sortie des diviseurs 135 et 136. Du di-

viseur par 12, constitué par les diviseurs 134 et 135, on

dérive dans un circuit porte 138 un signal H formé d'im-

pulsions émises toutes les 12 minutes, en faisant passer les signaux du diviseur par une porte ET inversée 137 qui

assure le décalage de ces impulsions de 6 minutes par rap-

port à l'initialisation du comptage des minutes en 134. Le signal H est transmis au compteur d'avance de l'aiguille des heures, lequel comporte, comme celui de l'aiguille des minutes, un diviseur par 6, 140, et un diviseur par 10, comprenant un diviseur par 2, 141, et un diviseur par 5,

142. Comme pour le compteur d'avance de-l'aiguille des mi-

nutes, les diviseurs 141 et 142 fournissent en binaire, sur quatre lignes, des informations HB qui déterminent lequel

- 19 -

des dix seciurs angulaires correspond à la position de l'aiguille à na losition de l'aiguille des heures, dans ses

deux branches.

Des informations relatives à la position des segments à afficher sur ces secteurs sont produites à par- tir des diviseurs par 6, de manière a définir les circuits

en méandres aprropriés parmi les E possibles. Pour l'ai-

guille des minutes, les signaux issus des trois étages du

diviseur 134 sont retransmis sur les lignes MM par l'inter-

médiaire de trois portes OU exclusif 144 qui reçoivent éga-

lement chacune le signal de l'étage du diviseur 135. Cette disposition a pour résultat de permettre, sans intervenir sur les compteurs eux-mêmes, d'inverser à chaque groupe de 6 l'ordre dans lequel se succèdent les différents circuits en méandres dans le groupe, et de faire ainsi se succéder les méandres dans l'ordre M1 à M6, puis M. à Ml, puis à nouveau M1 à M6, et ainsi de suite. En effet, lorsqu'il

est au niveau logique 1, et seulement dans ce cas, le sig-

nal du diviseur par 2 provoque l'inversion du niveau logi-

que de chacun des signaux transmis par les portes 144. La

même disposition est adoptée pour la définition de la posi-

tion de l'aiguille des heures du cté des méandres, au ni-

veau des trois portes OU exclusif 145. Il s'y ajoute là la distinction entre les informations de sélection de position du méandre nécessaire à l'affichage de la première branche de l'aiguille des heures, soit H1M, et celles relatives à

la deuxième branche de la même aiguille, soit H2M. Les se-

condes sont dérivées des premières dans un circuit de retard digital 146, par introduction d'un retard d'un segment, c'est-à-dire un retard d'une impulsion du signal M. Il est prévu en outre un circuit de retard digital 147 qui a pour fonction de déterminer le moment o

l'aiguille des heures se trouve à la fin d'un secteur angu-

laire, ceci en fonction des informations transmises par une

porte ET 148 en provenance des différents étages du divi-

seur 140, de retarder alors la transmission au compteur du

signal H pour conserver inchangées les informations de posi-

-20 -

ion de l'aiguille jusqu'à!''rrivae de l'impulsion sui-

vante et, à la transmission de cette dernière, de l'envoyer directement au ccm-.eur. d'une part, et au circut 14 par

la porte 149, d'autre part, de manière à reprendre le comp-

tage normal. au début du secteur suivant.

Sur la figure 6, on a fait apparaître nou-

veau les multiplexeurs 126 et 129 de la figure 4 et les décodeurs associés 127 et 130. Le multiplexeur 126 reçoit, à chaque fois sur trois lignes, les informations binaires de définition des méandres, MM pour l'aiguille des minutes,

H1M et H2M respectivement pour les deux branches de l'ai-

guille des heures, ainsi que des signaux de synchronisation

correspondants, TM, TH1, TH2, nécessaires au multiplexage.

Les informations reçues sur trois!ignes par le décodeur 127 sont retransmises sur 6 lignes respectivement à chacun des circuits de commande d'excitation 151 des méandres Mi,

M2...M6. Le multiplexeur 129 reçoit, d'une manière simi-

laire, à chaque fois sur 4 lignes, les infcmatiJos binai-

res MB et HB définissant les secteurs annulaires, respecti-

vement pour l'aiguille des minutes et pour l'aiguille des heures, ainsi que les signaux de synchronisation TM d'une part pour l'aiguille des minutes, d'autre part TH1 et TH2, mélangés par une pcrte 162, pour l'aiguille des heures. A la sortie du décodeur 130, les informations transmises du multiplexeur sur 4 lignes se retrouvent sur 10 lignes qui

les envoient respectivement aux secteurs annulaires de cha-

que couple B 1- Bll, B2-B12 Blo-B 20 La distinction entre

segments longs et segments courts n'est pas faite à ce ni-

veau, o il s'agit d'informations de sélection de posi-

tion; elle le sera au niveau de la définition des formes d'ondes.

On a distingué sur la figure 6 les trois com-

parateurs 152, 153 et 154 qui forment le comparateur 124 de la figure 4. En 152, la comparaison des informations de

position des secteurs HB (aiguille des heures) et MB (ai-

guille des minutes) fournit le signal A, traduisant s'il y a identité ou différence. La comparaison des informations

- 21 -

de positiDn des segments fournr.i, de même, le signal B en 153 pour la première branche de l'aiguille des heures (H1M) comparée à celle des minutes (Mi), et le signal C en 154

pour la seconde branche (H2 t).

La figure 7 montre, suivant la représentation symbolique conventionnelle des portes logiques, comment peuvent être constitués ces comparateurs dans un exemple de

réalisation. Elle montre également comment peut être cons-

titué le circuit 132 des figures 4 et 6 qui déduit des si-

gnaux de comparaison A, B et C les informations de commande de sélection des formes d'ondes. Compte tenu du nombre de formes d'ondes à combiner dans chaque cas, ces informations sont retraduites en cinq signaux CM1, CM2, CM3, CM4, CM5, à l'aide essentiellement de deux portes OU inversé 155 et 156 et d'une tension de référence T. Deux de ces signaux, CM 2' et CM2, sont envoyés vers les circuits 151 de commande de

l'excitation des circuits d'alimentation à méandres M...

M,, pour y opérer la sélection entre les formes d'ondes el, 02, e3, d64, suivant le tableau donné précédemment, dans ceux des circuits qui ont été par ailleurs sélectionnés en

position (par le signal individuel en provenance du déco-

deur 127) étant entendu qu'en l'absence d'une telle sélec-

- tion, c'est la forme d'onde 64 qui est appliquée. De même, les signaux CM3 et CM4 sont transmis aux différents circuits

157 de commande d'excitation des secteurs annulaires inter-

nes B1 à B10, o ils commandent la transmission de la forme d'onde G0, 91 ou 02 appropriée. Ils sélectionnent 01 ou 02 dans les circuits des secteurs sélectionnés en position (suivant le tableau ci-dessus) et G0 dans les autres. Pour

les circuits 158 correspondant aux secteurs annulaires ex-

ternes, il suffit d'un signal, tel qu'ici CM5, pour comman-

der l'excitation par la forme d'onde el dans le secteur ex-

terne unique sélectionné en position (pour l'aiguille des minutes), la forme d'onde de référence G0 étant appliquée

en l'absence de cette sélection.

Les différents circuits 151, 157 et 158 sont constitués à partir de flipflops et de portes logiques,

- 22 -

comme les autres circuits électrcniques du disposiîif, d'une manière qui sera facile à réaliser par l'homme de l'art une fois définies les fonctions à mettre en oeuvre

comme on l'a expliqué. De plus, la réalisation des diffé-

rents circuits peut subir de nombreuses variantes par rap-

port à ce qui a été décrit tout en assurant les mêmes fonc-

tions, et toutes ces variantes restent bien entendu dans le

cadre de la présente invention.

- 23 -

Claims (8)

REVENDICAT ID'MS

1. Dispositif d'affichage électro-optique de temps sous forme analogique, du -type comportant un cadran horaire à affichage electro-cptique simulant des aiguilles

par excitation simultanée d'électrodes enserrant un maté-

riau électro-optique, cadran sur lequel les heures se ré-

partissent selon une symétrie circulaire d'ordre 12 à par-

tir d'un axe marquant 12 heures, tandis que lesdites élec-

trodes comprennent sur l'une des faces du cadran des pla-

ques en forme de secteurs annulaires réparties sur 10 sec-

teurs angulaires, selon une symétrie circulaire d'ordre l0,et sur la face opposée du cadran, des segments radiaux répartis en 10 groupes respectivement dans chacun desdits secteurs angulaires, et reliés électriquement en séries,

sur des circuits d'alimentation en méandres, selon une sy-

métrie circulaire d'ordre 5, caractérisé en ce que la frontière entre le premier et le dernier desdits secteurs (B1,Bio) est décalée asymétriquement d'un nombre entier de segments (101) par rapport à l'axe du cadran marquant

12 heures.

2. Dispositif selon la revendication 1, dans

lequel les segments sont au nombre de 60 et reliés électri-

quement en séries de 10, un de chaque groupe, sur 6 cir-

cuits en méandres, caractérisé en ce que ledit décalage

est d'un ou de deux segments.

3.Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, lesdites plaques (B1... B22) étant

réparties en au moins deux couronnes concentriques, inter-

ne et externe, il comporte des circuits électroniques de

commande des électrodes, en fonction de l'état des comp-

teurs de temps, connectés de manière à simuler au moins une aiguille des minutes (101) par un segment affiché sur les

deux couronnes de plaques du secteur angulaire correspon-

dans, tournant segment par segment d'un tour de cadran par heure, et une aiguille des heures (102) par deux segments

accolés affichés sur la couronne interne seulement, fai-

sant un tour de cadran en 12 heures, et de manière à com-

- 24 -

mander l'affichage de l'aiguille des mnînutes à 00 mn sur

un segment jouxtant l'axe marquant 12 heures en synchronis-

me avec l'affichage de l'aiguille des heures centré sur cet axe.

4. Dispositif selon la revendication 3, ca-

ractérisé en ce que la progression de l'aiguille des heu-

res est commandée au rythme de 12 mn segment par segment,

avec un décalage dans le temps de 6 mn par rapport au pas-

sage de l'aiguille des minutes à 00 mn.

5. Dispositif selon la revendication 3 ou W, caractérisé en ce que lesdits circuits électroniques sont connectés de manière à commander un saut simultané des deux segments de l'aiguille des heures d'un secteur à l'autre à chaque frontière entre deux secteurs, et sur le

reste du cadran une rprogression régulière de cette aiguil-

le segment par segment, avec un séjour double d'un côté ou

de l'autre de chaque frontière entre deux secteurs.

6. Dispositif selon la revendication 5, carac-

térisé en ce que lesdits circuits électroniques comportent

des moyens (121,122) pour déterminer les positions de l'ai-

guille des minutes et de chacune des branches de l'aiguille des heures, en fonction de l'état des compteurs de temps, et sélectionner les circuits en méandres correspondants (M1... M6) et les plaques internes et externes des secteurs

angulaires correspondants (B1...B22), des moyens de compa-

raison (124) définissant par trois signaux de comparaison respectivement: (A) si le secteur de l'aiguille des minutes et celui de l'aiguille des heures sont identiques, (B) si le circuit en méandres de la première branche de l'aiguille

des heures et celui de l'aiguille des minutes sont identi-

ques, (C) si le circuit en méandres de la seconde branche

de l'aiguille des heures et celui de l'aiguille des minu-

tes sont identiques, et des moyens (132) commandés par ces

signaux de comparaison pour sélectionner des formes d'on-

des correspondantes à appliquer aux circuits en méandres, aux plaques de secteurs internes, aux plaques de secteurs externes, et les appliquer aux circuits en méandres et

- 25 -

plaques sélectionnrs.

7. Dispositif selon la revendication 6, ca-

ractérisé en ce que la sélection des formes d'ondes s'ef-

fectue parmis 4 formes d'ondes à trois paliers, déphasés de 90 degrés l'une par rapport à l'autre, pour les cir- cuits en méandres, deux formes d'ondes à deux paliers et

un signal plat pour les secteurs internes, une forme d'on-

de à deux paliers et un signal plat pour les secteurs externes.

8. Dispositif selon l'une quelconque des re-

vendications 3 à 7, caractérisé en ce que la sélection des circuits en méandres s'effectue sous la commande de

signaux qui traduisent en binaire les informations de po-

sition fournies à chaque cycle de comptage des circuits, avec inversion du niveau logique desdits signaux au cours

d'un cycle sur deux.