FR2535882A1 - LIGHT FIBER DISPLAY MATRIX - Google Patents
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Abstract
Description
Matrice d'affichage à fibres lumineuses _ L'invention concerne une matriceLight fiber display matrix The invention relates to a matrix
d'affichage formée par les extrémités aval d'un ensemble de fibres optiques dont les extrémités amont sont disposées pour recevoir de la lumière d'une source lumineuse. On sait qu'il existe plusieurs technologies display unit formed by the downstream ends of a set of optical fibers whose upstream ends are arranged to receive light from a light source. We know that there are several technologies
pour réaliser des panneaux à messages variables, desti- to produce variable message signs, intended to
nés notamment aux usagers de-s routes: Les prismes qui permettent d'afficher deux especially for road users: Prisms that display two
messages et un neutre.messages and a neutral.
Les matrices de points qui permettent d'affi- The matrices of points which allow
cher des messages en alphanumérique ou de réaliser des graphismes d'une très grande souplesse,puisque pratiquement le nombre alphanumeric messages or to produce very flexible graphics, since practically the number
de messages possibles est illimité. possible messages is unlimited.
Il existe des systèmes actifs comme les matrices de lampes (systèmes lourds), les diodes électroluminescentes,les plasmas (ne sont pas visibles en extérieur en lumière There are active systems such as lamp matrices (heavy systems), light-emitting diodes, plasmas (not visible outdoors in light
du jour).of the day).
Il existe également des systèmes passifs comme les matrices à éléments magnétiques à deux positions stables commandés par des électro-aimants recevant des impulsions de courant positif ou négatif suivant le There are also passive systems such as matrices with magnetic elements with two stable positions controlled by electromagnets receiving positive or negative current pulses according to the
caractère que l'on désire afficher. character that one wishes to display.
Ce dernier système n'a pas toujours l'impact visuel souhaité et pose des problèmes pour The latter system does not always have the desired visual impact and poses problems for
laffichage des couleurs.the display of colors.
Les fibres optiques (conducteurs de lumière) dont l'impact visuel est très fort même dans Optical fibers (light conductors) whose visual impact is very strong even in
des conditions très défavorables (contre- very adverse conditions (counter
jour, brouillard) et s'avère donc très avantageux De plus, elles permettent d'afficher des messages dans les couleurs souhaitées Toutefois les messages sont figes par construction et ne peuvent day, fog) and is therefore very advantageous In addition, they can display messages in the desired colors However the messages are frozen by construction and can not
dépasser six ou sept.exceed six or seven.
L'objet de l'invention est de proposer une matrice à fibres lumineuses permettant l'affichage d'un The object of the invention is to propose a matrix with light fibers allowing the display of a
nombre pratiquement illimité de messages. virtually unlimited number of messages.
Ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait que la matrice comprend des fibres optiques associées à un dispositif d'occultation interposé sur le chemin de la lumière entre la source lumineuse et le devant de la matrice, et susceptible de modifier la nature de la lumière émise vers l'avant de la matrice, et un dispositif de commande du dispositif d'occultation permettant de commander de façon choisie l'occultation de groupes déterminés de fibres de manière This object is achieved, according to the invention, because the matrix comprises optical fibers associated with an occultation device interposed on the path of light between the light source and the front of the matrix, and capable of modifying the nature of the light emitted towards the front of the matrix, and a device for controlling the occulting device making it possible to control in a chosen manner the concealment of specific groups of fibers in such a way as to
à transformer à volonté l'affichage. to transform at will the display.
Le dispositif d'occultation peut être disposé The occulting device can be arranged
du côté de l'extrémité amont des fibres optiques con- the upstream end of the optical fibers con-
cernées, ce qui permet une très grande liberté dans les tailles des caractères apparaissant sur la face visible du panneau Cependant, il peut être plus avantageux, notamment pour des raisons d'encombrement, de placer encircled, which allows a great freedom in the sizes of the characters appearing on the visible face of the panel However, it may be more advantageous, especially for reasons of space, to place
le dispositif d'occultation juste au devant de l'extré- the concealment device just in front of the end
mité aval des fibres concernées.downstream of the fibers concerned.
On entend ici par occultage toute modification des caractéristiques de la lumière visible à l'avant du panneau, aussi bien un changement de couleur que d'intensité (et en particulier une annulation de l'intensité). On peut réaliser l'occultation par voie optoélectronique, notamment à l'aide de cristaux liquides permettant le changement d'intensité ou d'i lectrochimichromes permettant la modification de la Here is meant by occulting any modification of the characteristics of the visible light at the front of the panel, both a change of color and intensity (and in particular a cancellation of the intensity). Ophthalmic occultation can be achieved, in particular by means of liquid crystals allowing the change of intensity or of the electrochemichromes allowing the modification of the
couleur et de l'intensité.color and intensity.
Cependant, dans un exemple préféré de réali- However, in a preferred example of reali-
sation, on choisit la voie électromécanique, plus facile- the electromechanical pathway, it is easier to
ment maitrisable industriellement, d'une technologie industrially masterminded, of a technology
slre et robuste en dépit des contraintes climatiques. slre and robust despite the climatic constraints.
Le dispositif d'occultation comporte des disques comprenant différents secteurs d'occultation susceptibles de venir s'interposer sur le chemin de la lumière, en fonction d'une rotation commandée par le dispositif de commande Les secteurs d'occultation peuvent consister en des ouvertures libres-, des filtres de couleur, ou des parties pleineso L'invention sera mieux comprise à le lecture The occultation device comprises discs comprising different occultation sectors that may come into play in the path of light, depending on a rotation controlled by the control device. The concealment sectors may consist of free openings. -, color filters, or solid parts The invention will be better understood when reading
de la description suivante se référant aux dessins of the following description referring to the drawings
annexés sur lesquels: la figure 1 représente de face un élément de panneau d'affichaget la figure 2 représente en coupe l 9 extrémit 6 d'un conducteur de lumière et le disque d'occultation associ& la figure 3 représente de face l'élément de la figure 1, en ayant retiré le panneau de protection de façon à laisser apparaître les disques d'occultations la figure 4, représente en perspective 1 is a front view of a display panel element; FIG. 2 is a sectional view of the end of a light conductor and the concealment disk associated with FIG. FIG. 1, having removed the protection panel so as to reveal the occulting discs; FIG. 4 represents in perspective
un exemple de réalisation du moteur d'un disque d'occul- an embodiment of the motor of an occult disc
tation, la figure 5 représente schématique une variante de r 6 alisation du moteur de la figure 4 O La figure 1 représente un élément de panneau d'affichage 1 sous forme d'une matrice de 7 x 5 cellules, d'une hauteur de 105 nm et d'une largeur de 75 nmm, Un panneau d'affichage complet comprend plusieurs éléments 1. Dans chaque cellule aboutit ltextrémité aval 2 d'un conducteur de lumière 3 en fibres optiques, fixé par un embout classique 4 dans la face support 5 FIG. 5 schematically illustrates a variant embodiment of the motor of FIG. 4. FIG. 1 represents a display panel element 1 in the form of a matrix of 7 × 5 cells, with a height of 105. and a width of 75 nm, A complete display panel comprises several elements 1. In each cell ends the downstream end 2 of a light conductor 3 optical fibers, fixed by a conventional tip 4 in the support surface 5
de l'élémen* de panneau.of the panel *.
A l'avant de la face support 5 et au voisinage immédiat de l'extrémité visible 2 du conducteur 3, un disque d'occultation 6 peut tourner sur un axe 7 parallèle à l'axe de l'embout 4 o Sur ce disque sonté aménagées une ou plusieurs ouvertures 89 9, 10, centrées sur une circonférence passant par l'axe de l'embout du conducteur de lumière lors de la rotation du disqueo Lorsqu'une ouverture se présente devant l'embout du conducteur de lumière, la lumière passe et le point lumineux est visible Les ouvertures peuvent être munies de filtres colorés selon le résultat souhaité (ouvertures 9, 10, fig 3), ou libres (ouverture 8, figure 4 &) Lorsqu'une partie pleine se présente devant l'embout du conducteur de lumière le point lumineux At the front of the support face 5 and in the immediate vicinity of the visible end 2 of the conductor 3, an occulting disc 6 can rotate on an axis 7 parallel to the axis of the endpiece 4 o On this disc is arranged one or more openings 89 9, 10, centered on a circumference passing through the axis of the tip of the light conductor during the rotation of the disco When an opening is in front of the tip of the light conductor, the light passes and the light point is visible The openings can be provided with colored filters according to the desired result (openings 9, 10, fig 3), or free (opening 8, figure 4 &) When a solid part is in front of the mouthpiece of the light conductor the light point
devient invisible.becomes invisible
Une plaque de protection 11,9 percée de trous 12 dans l'axe des embouts i des conducteurs 3, peut être placée à l'avant de la face support 5 et des disques 6 A chaque cellule de lélément de panneau peuvent aboutir le cas échéant plusieurs extrémités A protection plate 11, pierced with holes 12 in the axis of the end pieces i of the conductors 3, can be placed at the front of the support face 5 and disks 6 at each cell of the panel element can be terminated if appropriate. multiple ends
visibles de fibres optiques, venant d'une ou plusieurs sources lumi- optical fibers, coming from one or more light sources
neuses pouvant être éclairées ou pas, associées à un même disque d'oc- can be illuminated or not, associated with the same disk of oc-
culation dont la rotation et les ouvertures sont calculées en fonction whose rotation and openings are calculated according to
de la disposition desdites extrémités. the arrangement of said ends.
L'axe du disque d'occultation est monté sur le rotor d'un moteur 13 de positionnement angulaire du disque, capable d'exécuter les ordres d'une logique The axis of the occulting disk is mounted on the rotor of a motor 13 for angular positioning of the disk, capable of executing the commands of a logic
de commande.control.
Ce moteur peut se présenter sous différentes This engine can be under different
formes suivant l'application auquelle est destiné l'occul- forms according to the application for which the occult-
tateur. Il peut dans sa version la plus simple être constitué par un aimant permanent solidaire de l'axe feeler. It can in its simplest version be constituted by a permanent magnet secured to the axis
et placé dans l'entrefer d'un électro-aimant. and placed in the gap of an electromagnet.
On peut aussi utiliser dans une version plus We can also use in a more version
élaborée un micromoteur pas à pas. developed a micromotor step by step.
Le moteur doit être conçu pour avoir un encombrement minimal On va en décrire un mode préféré de réalisation dans le cas d'un disque à ouverture libre unique 8 prenant deux positions: l'une coïncidant avec l'axe de lembout 4 (représentée en traits pleins sur la figure 4), l'autre, opposée à la première, pour The motor must be designed to have a minimum footprint We will describe a preferred embodiment in the case of a single free-opening disc 8 taking two positions: one coinciding with the axis of the endpiece 4 (shown in phantom 4), the other, opposite to the first one, for
l'occultation (en traits pointillés sur la figure 4). occultation (in dashed lines in Figure 4).
Le rotor du moteur 13 est constitué par un petit aimant 14 à champcoercitif élevé, aimanté à deux p 8 les radialement par rapport à l'axe Le rotor complet équipé se compose donc d'un axe portant d'une part le The rotor of the motor 13 is constituted by a small magnet 14 with a high energy field, magnetized at two points radially relative to the axis. The complete rotor is thus composed of an axle bearing on the one hand the
disque occulteuret d'autre part l'aimant tournant 14. occulting disk and secondly the rotating magnet 14.
Cet aimant peut être constitué, dans la - This magnet can be constituted in the -
pratique, par un petit cylindre de plastoferrite aimanté diamétralement. Le stator est constitué d'un circuit magnétique en matériau à bonne rémanence mais à faible champ coercitif Il peut avoir la forme qu'on voudra pourvu que ses deux pôles 16, 17 se présentent diamétralement practical, by a small cylinder of plastoferrite magnetized diametrically. The stator consists of a magnetic circuit material with good afterglow but low coercive field It can have the shape we want provided that its two poles 16, 17 are diametrically
par rapport à l'axe du rotor, au niveau de l'aimant 14. relative to the axis of the rotor, at the level of the magnet 14.
Il peut être en une ou plusieurs pièces, de section ronde ou autre etc. Il est prévu par ailleurs deux goupilles d'indexage 18, 19, qui sont deux petites pièces, par exemple de simples goupilles, en matériau magnétique non rémanent, dont le r 8 le sera expliqué au paragraphe suivant Elles sont situées elles-aussi dans le plan de It can be in one or more rooms, of round section or other etc. Two indexing pins 18, 19, which are two small parts, for example simple pins, of non-residual magnetic material, the r 8 of which will be explained in the following paragraph are also provided. plan of
rotation de l'aimant 14 du rotor, et diamétralement opposées. rotation of the magnet 14 of the rotor, and diametrically opposed.
Les impulsions brèves envoyées par la logique de commande dans un sens ou dans l'autre dans la bobine ont pour effet d'aimanter de façon stable -le stator, The short pulses sent by the control logic in one direction or the other in the coil have the effect of stably magnetising the stator,
grâce à sa rémanence.thanks to its persistence.
Le rotor a donc tendance à se placer de telle sorte que ses p 8 les N et S correspondent respectivement The rotor therefore has a tendency to be placed so that its p 8 the N and S respectively correspond
aux pôles S et N du stator 15.at the S and N poles of the stator 15.
Si dans ce cas de figure, les pôles N et S du stator s'inversent, la position d'équilibre stable du If in this case, the N and S poles of the stator are reversed, the stable equilibrium position of the
rotor est à 1800 de la précédente ( 1/2 tour). rotor is at 1800 from the previous one (1/2 turn).
Cependant on conçoit bien que dans cette configuration, avec le rotor bien aligné sur la However, it is understandable that in this configuration, with the rotor well aligned with the
ligne N-S du stator, une inversion d'aimantation trans- N-S line of the stator, a reversal of trans-
forme une position d'équilibre stable en position in- form a position of stable equilibrium
stable, mais ne fournit aucun couple au rotor; il faut donc amorcer son mouvement pour qu'il aille de lui-même à sa nouvelle position stable, à un demi-tour de la précédente. stable, but does not provide any torque to the rotor; it is necessary to begin its movement so that it goes from itself to its new stable position, to a half-turn of the previous one.
C'est le rôle des goupilles d'indexage 18, 19. This is the role of the indexing pins 18, 19.
Disposées comme sur la figure 5, elles font dévier la position stable du rotor, qui n'est plus-en Arranged as in FIG. 5, they deflect the stable position of the rotor, which is no longer
ligne avec la ligne N-S du stator.line with the N-S line of the stator.
De cette manière, dès que les pôles sont inversés, la répulsion magnétique engendre bien le couple qui amorce le mouvement, et le rotor se stabilise en position strictement inversée, car les goupilles 18 et 19 ntétant pas rémanentes, font le même office quel que In this way, as soon as the poles are reversed, the magnetic repulsion generates the torque that initiates the movement, and the rotor stabilizes in a strictly inverted position, because the pins 18 and 19 are not remanent, do the same office whatever
soit le pôle d'aimant qui se présente à elles. the magnet pole that presents itself to them.
Une nouvelle impulsion dans le môme sens ne modifie rien Une nouvelle impulsion en sens inverse fait à nouveau tourner le rotor de 1800 dans le A new impulse in the same direction does not change anything A new impulse in the opposite direction makes the rotor of 1800 turn again in the
même sens.Same direction.
On peut aussi remplacer l'ensemble constitué par le noyau du stator et les goupilles par une pièce unique dont les pôles 16 '-18 t et 17 '-19 ' auraient une It is also possible to replace the assembly constituted by the core of the stator and the pins by a single piece whose poles 16 '-18 t and 17' -19 'would have a
forme excentrée par rapport au rotor 14 (figure 5). eccentric form with respect to the rotor 14 (Figure 5).
La position d'équilibre se fait au point The equilibrium position is developed
de réluctance minimale, et l'impulsion comme précédemment. of minimal reluctance, and the pulse as before.
La logique de commande est d'un type classique The control logic is of a classical type
et,n'a pas besoin d'être décrite.and, need not be described.
Claims (3)
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| ST | Notification of lapse |