FR2729493A1 - Dispositif d'affichage electromagnetique et circuits pour sa commande - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un réseau d'éléments (18A, 18B) d'affichage commandés entre des positions ACTIVE et INACTIVE, dans lequel le côté lumineux (28) d'un élément est ou n'est pas affiché dans la direction d'observation (V) grâce à l'utilisation d'un champ magnétique individuel pour chaque élément. Un commutateur à effet Hall (122) est positionné dans chaque champ et est utilisé pour commander un circuit conformément à la polarité du champ. Le circuit peut être utilisé pour allumer des lumières qui augmentent la visibilité d'un élément dans la direction d'observation. Un circuit de commande de puissance utilisant une commande de phase et un écrêteur est utilisé pour alimenter les lumières et l'élément à effet Hall.
Description
La présente invention concerne un nouveau dispositif d'affichage électromagnétique, un circuit de coin- mande de puissance adapté pour commander une source lumineuse utilisée en association avec un affichage, et un affichage commandé par ledit circuit.
Depuis un certain nombre d'années existe un élément d'affichage électromagnétique comportant un élément mobile (habituellement un rotor et un element fixe.
L'élément d'affichage est conçu pour être observé à l'intérieur d'un cône d'emplacements entourant une direction d'observation. Le rotor est conçu pour se déplacer entre une première position dans laquelle une surface lumineuse est exposée au regard d'un observateur situé dans un cône d'observation et une seconde position dans laquelle la surface lumineuse est obscurcie dans le cône d'observation.
Un champ magnétique réversible fourni par le stator "rappelle" le rotor vers la position déterminée par la direction du champ magnétique. Par le terme "rappelle" on signifie que lorsque le champ rappelle le rotor vers une première position, le rotor se déplace vers ladite première position s'il est situé dans l'autre, ou, s'il est déjà dans ladite première position, ce- lui-ci est maintenu par le champ dans cette première position.
Des exemples de tels dispositifs sont représentés dans les brevets U.S. suivants, qui sont la propriété du présent demandeur
4 744 163 du 17 mai 1988 au nom de Browne
4 566 210 du 28 janvier 1986 au nom de Browne
5 050 325 du 24 septembre 1991 au nom de Browne
5 055 832 du 08 octobre 1991 au nom de Browne
Selon un premier aspect de la présente invan- tion, un commutateur à effet Hall est positionné ayant son détecteur dans le champ magnétique de l'-élent rixe,
afin d'adopter des états ouvert et fermé correspondant à l'une ou l'autre polarité du champ magnétique du stator. La commutateur à effet Hall peut être utilisé pour allumer ou éteindre une lumière afin d'augmenter ou non la visibilité du côté lumineux de l'élément mobile. La commuta- teur a effet Eall peut en variante être utilisé pour com- mander un circuit esclave ou un circuit de surveillance.
4 744 163 du 17 mai 1988 au nom de Browne
4 566 210 du 28 janvier 1986 au nom de Browne
5 050 325 du 24 septembre 1991 au nom de Browne
5 055 832 du 08 octobre 1991 au nom de Browne
Selon un premier aspect de la présente invan- tion, un commutateur à effet Hall est positionné ayant son détecteur dans le champ magnétique de l'-élent rixe,
afin d'adopter des états ouvert et fermé correspondant à l'une ou l'autre polarité du champ magnétique du stator. La commutateur à effet Hall peut être utilisé pour allumer ou éteindre une lumière afin d'augmenter ou non la visibilité du côté lumineux de l'élément mobile. La commuta- teur a effet Eall peut en variante être utilisé pour com- mander un circuit esclave ou un circuit de surveillance.
Lorsqu'une lumière est utilisée, on préfère utiliser une diode électroluminescente ("LED") du fait de Sa forte intensité comparativement à Sa puissance, mais une lumière quelconque est tout à fait dans la portée de la présente ieeention. De manière habituelle, on utilise un réseau de
LED.
LED.
Des exemples de dispositifs dans lesquels le côté lumineux de l'élément mobile apparaît de manière plus intense du fait de la lumière provenant d'une source lumineuse (visible dans le cone d'observation) sont indiqués dans le brevet U.S. 5 050 325 du 24 septembre 1991 'au nom de Browne, propriété du présent demandeur.
Le brevet 5 050 325 présente l'utilisation de
diodes e'lectroluminescentes (LED) pour rendre plus visi-
ble l'élément mobile lorsque celui-ci se trouve dans son
état lumineux. Dans le brevet 5 050 325, l'éclairage des
LED associées est commandé par un interrupteur à laie
souple ou interrupteur de Reed actionné par le champ ma-
gnétique associé,à l'élément fixe de l'élément mobile
associér Cependant, l'interrupteur à lame souple n'est
sensible qu'au champ magnétique, et non à la pola
rité de ce dernier, et, par conséquent, nécessite la
la conception d'un circuit magnétique additionnel par
ticulier arien de rendre l'interrupteur à laie souple
sensible a la polarité du champ
Selon la présente invention, on fournit un dispositif dans lequel chaque circuit de LED, associé à un dispositif électrique entraîné par un champ@ magnétique, est commandé par un commutateur à effet Rail comportant un élément à effet Hall situé dans le champ magnétique.
diodes e'lectroluminescentes (LED) pour rendre plus visi-
ble l'élément mobile lorsque celui-ci se trouve dans son
état lumineux. Dans le brevet 5 050 325, l'éclairage des
LED associées est commandé par un interrupteur à laie
souple ou interrupteur de Reed actionné par le champ ma-
gnétique associé,à l'élément fixe de l'élément mobile
associér Cependant, l'interrupteur à lame souple n'est
sensible qu'au champ magnétique, et non à la pola
rité de ce dernier, et, par conséquent, nécessite la
la conception d'un circuit magnétique additionnel par
ticulier arien de rendre l'interrupteur à laie souple
sensible a la polarité du champ
Selon la présente invention, on fournit un dispositif dans lequel chaque circuit de LED, associé à un dispositif électrique entraîné par un champ@ magnétique, est commandé par un commutateur à effet Rail comportant un élément à effet Hall situé dans le champ magnétique.
Le commutateur à effet Hall est connecté pour entraîner 1' éclairage de la LED lorsque le côté lumineux de 1' élé- ment d'affichage est exposé au regard de l'observateur et pour entraîner l'extinction de la LED lorsque le côté lumineux de l'élément d'affichage est masqué.
Le commutateur à effet Ball, confor-ment à la présente invention, peut être utilisé à d'autres fins, tel que pour la commande d'un affichage esclave, la detection de la polarité du champ à des fins de surveillance et pour d'autres fonctions.
Bien que selon un premier aspect de la présente invention, le commutateur à effet Hall soit utilisé en association à un élément formant disque rotatif, le com- mutateur à effet Hall peut être utilisé en association avec un affichage quelconque comportant des éléments qui sont déplacés par un champ magnétique ou par un noyau ma- magnétique. Des exemples de tels éléments sont mentionnés dans les documents
4 860 470 du 29 août 1989 au flan de Browne
4 774 163 du 17 mai 1988 au nom de Browne
4 616 221 du 07 octobre 1986 au nom de Tanaka
4 566 210 du 28 janvier 1986 au nom de Winrow et al
4 426 799 du 24 janvier 1984 au nom de Winrow fl est à noter qu'un dispositif comportant plusieurs noyaux, tel que ceux des documents 4 860 470 ou 4 566 210, peut comporter un coimmitateur à effet Hall en correspondance avec chaque noyau.
4 860 470 du 29 août 1989 au flan de Browne
4 774 163 du 17 mai 1988 au nom de Browne
4 616 221 du 07 octobre 1986 au nom de Tanaka
4 566 210 du 28 janvier 1986 au nom de Winrow et al
4 426 799 du 24 janvier 1984 au nom de Winrow fl est à noter qu'un dispositif comportant plusieurs noyaux, tel que ceux des documents 4 860 470 ou 4 566 210, peut comporter un coimmitateur à effet Hall en correspondance avec chaque noyau.
Un autre aspect de la présente invention, lorsque celle-ci est utilisée en association avec un affichage à lumière renforcée, consiste à faire en sorte que la puissance destinée aux LED, ainsi qu'à un commutateur à effet Hall, soit alimentée à travers un atténuateur qui comporte un dispositif de commande de phase tel qu'un
Triac ou SCR., qui commande la partie transmise de chaque cycle d'alimentation. L'atténuateur est souvent requis, du fait que les LED peuvent être trop lumineuses et distraire ou éblouir, la nuit, le conducteur d'un véhicule ou l'observateur.Le commutateur à effet Hall présente une limite de tension, de sorte qu'un écrêteur ou dispositif de blocage de tension ne laissant passer la tension qu'au-dessous d'une telle limite est monté en série avec la commande de phase. Cette n^mm~nde de phase s'est révé- lée être une alimentation de puissance très efficace, du fait qu'aucune puissance n'est délivrée pendant la partie de chaque cycle au cours de laquelle l'alimentation est interrompue.
Triac ou SCR., qui commande la partie transmise de chaque cycle d'alimentation. L'atténuateur est souvent requis, du fait que les LED peuvent être trop lumineuses et distraire ou éblouir, la nuit, le conducteur d'un véhicule ou l'observateur.Le commutateur à effet Hall présente une limite de tension, de sorte qu'un écrêteur ou dispositif de blocage de tension ne laissant passer la tension qu'au-dessous d'une telle limite est monté en série avec la commande de phase. Cette n^mm~nde de phase s'est révé- lée être une alimentation de puissance très efficace, du fait qu'aucune puissance n'est délivrée pendant la partie de chaque cycle au cours de laquelle l'alimentation est interrompue.
Par conséquent, avec un réseau d'éléments d'affichage à lumière renforcée, la puissance destinée aux éléments à lumière renforcée, agencés sous la forme d'un groupe, est alimentée à partir d'une alimentation en courant alternatif rectifié, la partie nécessaire de chaque cycle étant transmise par l'atténuateur commandé en phase et étant écrêtée au niveau de la limite de tension pour chaque dispositif à effet Hall. chaque ensemble de LED associé à un élément du réseau est ensuite individuellement mis sous tension (ou non) par une telle alimentation de puissance par 1 'intarmédiaire d'un connutateur à effet
Hall dont 1 'état est par conséquent commandé par le noyau magnétique qui commande ce même élément.
Hall dont 1 'état est par conséquent commandé par le noyau magnétique qui commande ce même élément.
On va maintenant décrire la présente invention, à titre d'exemple uniquement, en se reportant aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un affichage selon la présente invention,
- la figure 2 est une vue en perspective d'un support d'élément d'affichage,
- la figure 3 est une vue obtenue en regardant vers le haut et vers la gauche sur la figue tr perpendi culairoament à une rangée d'affichage et à la direction d'observation, d'un élément agencé selon une orientation
INACTIVE et représentant la position du commutateur à effet Hall,
- la figure 4 est une vue prise dans la direction que la figure 3 représentant des élément d'affichage dans une position ACTIVE,
- la figure 5 est une vue, dans la direction d'observation, représentant une partie d'un affichage comportant un élément dans une position ACTIVE, et un élément dans une position INACTIVE,
- la figure 6 est une vue prise le long d'un axe de rotor représentant le fonctionnement d'un élément d'affichage (en regardant vers la gauche sur les figures 1 et 3) représentant le disque en position INACTIVE,
- la figure 6A est une vue partielle représentant les éléments de la figure 6 en position ACTIVE,
- la figure 7 représente un circuit préféré contenant le commutateur à effet Hall,
- la figure 8 représente un circuit donné en variante contenant le commutateur à effet Hall, et
- la figure 9 représente les circuits d'un commutateur à effet Hall.
- la figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un affichage selon la présente invention,
- la figure 2 est une vue en perspective d'un support d'élément d'affichage,
- la figure 3 est une vue obtenue en regardant vers le haut et vers la gauche sur la figue tr perpendi culairoament à une rangée d'affichage et à la direction d'observation, d'un élément agencé selon une orientation
INACTIVE et représentant la position du commutateur à effet Hall,
- la figure 4 est une vue prise dans la direction que la figure 3 représentant des élément d'affichage dans une position ACTIVE,
- la figure 5 est une vue, dans la direction d'observation, représentant une partie d'un affichage comportant un élément dans une position ACTIVE, et un élément dans une position INACTIVE,
- la figure 6 est une vue prise le long d'un axe de rotor représentant le fonctionnement d'un élément d'affichage (en regardant vers la gauche sur les figures 1 et 3) représentant le disque en position INACTIVE,
- la figure 6A est une vue partielle représentant les éléments de la figure 6 en position ACTIVE,
- la figure 7 représente un circuit préféré contenant le commutateur à effet Hall,
- la figure 8 représente un circuit donné en variante contenant le commutateur à effet Hall, et
- la figure 9 représente les circuits d'un commutateur à effet Hall.
Sur les dessins, une rangée de supports 10 régulièrement espacés, montés sur une base 17, supporte un arbre de montage 16 destiné à plusieurs disques, correspondant chacun à l'espace existant entre les supports 10.
Chacun de ces espaces est défini par deux supports 10 ayant une fente 12 ouverte vers le haut. La fente 12 est configurée de manière à définir une longueur de fente inférieure 11, une partie étroite intermédiaire munie de
cavités 14, situées en vis-à-vis l'une de l'autre, pour recevoir l'arbre de montage 16, et une partie supé- rieure large, se rétrécissant en" diréctlon de la partie étroite
intermédiaire afin de permettre à l'arbre de s'emboiter dana.,les - -
cavités.Par conséquent, l'arbre individuel 16 d'une rangée de supports 10 (après le montage des disques indi viduels, qui sera décrit ulterweurement) peut être emboité en position par encliquetage, en profitant de l'*las- ticité limitée inhérente à la matière plastique dans laquelle sont moulés ces s supports, laquelle élasticité est renforcée par la longueur inférieure 11 de fente.
cavités 14, situées en vis-à-vis l'une de l'autre, pour recevoir l'arbre de montage 16, et une partie supé- rieure large, se rétrécissant en" diréctlon de la partie étroite
intermédiaire afin de permettre à l'arbre de s'emboiter dana.,les - -
cavités.Par conséquent, l'arbre individuel 16 d'une rangée de supports 10 (après le montage des disques indi viduels, qui sera décrit ulterweurement) peut être emboité en position par encliquetage, en profitant de l'*las- ticité limitée inhérente à la matière plastique dans laquelle sont moulés ces s supports, laquelle élasticité est renforcée par la longueur inférieure 11 de fente.
Les disques 18A, 18B ont habituellement une forme circulaire et définissent des oreilles 20, situées au niveau d' emplacements diamétralement opposes, qui sont munies d'ouvertures pour coulisser de manière rotative sur l'arbre 16. Sur l'une des oreilles (sur la gauche de la figure 1), un aimant arrondi 22, mince dans la direction axiale, comporte une ouverture centrale lui permettant une telle rotation coulissante, et est fixé à l'oreille de manière à tourner avec le disque.
L'armant 22 est aimanté pour définir un axe polaire le long de son diamètre qui, pour des raisons décrites ultérieurement, est orienté de manière à former un angle de l'ordre de 450 par rapport à la face du disque.
Le disque comporte une butée 24 destinée à li- miter la rotation (dans le sens contraire des aiguilles d'une montre en regardant sur la droite de la figure 1) du disque lorsque le plan du disque est perpendiculaire au support.
Dans cette orientation, le disque définit une direction d'observation V qui constitue l'axe d'un cône de directions d'observation préférées, perpendiculaire au plan du disque. Les disques orientés tous ensemble de cette manière définissent collectivement le "plan du ré seau". Les disques ne sont pas toujours strictement parallèles au plan du réseau. Par exemple, si le réseau est monté afin d'indiquer l'état de la route à des conduc- teurs, sur une autoroute, le plan du réseau est souvent vertical. Cependant, lorsque les disques sont orientés dans leur position ACTIVE , ceux-ci définissent une direction d'observation V qui est inclinée par rapport à lthorizontale de manière à être clairement visibles pour les conducteurs à partir d'un support situé en hauteur.
Les disques iBA, 18B mentionnés ici sont entiè- rement décrits dans le brevet U.S. 5 050 325, daté du 24 septembre 1991 et dont le contenu est incorporé ici à titre de référence. Cependant, la présente invention peut être réalisée et ses buts peuvent être obtenus en utilisant tout type de disque supportant un aimant qui peut
être entraîné par un noyau développant un champ magnétique.
être entraîné par un noyau développant un champ magnétique.
Cosse explique par ailleurs, la présente invention peut aussi être réalisée en utilisant des éléments non rotatifs, mais mobiles, qui sont entrainés par un noyau développant un champ.
Chaque disque 18A, 18B comporte de manière pré férée un rebord 19, à partir duquel s'étendent, venues de matière, les oreilles 20. Une nervure 21, venue de matière, s'étend diamétralement entre les oreilles en traversant le rebord, en association avec une gorge s'étendant longitudinalement, pour recevoir l'arbre 16.Une àme 23, légèrement élastique, s'étend jusqu'au rebord situé au niveau de la périphérie de 1' me, passe au-dessus de la nervure 21 au niveau du côté éloigné par rapport à l'arbre 16 afin d'être maintenue de manière amovible en position (en étant légèrement déformée au-dessus de la nervure) par l'intermédiaire de pattes 25 s'étendant vars 1 'intérieur à partir de la périphérie intérieure du rebord 19. L'âme est munie d'une ouverture au niveau de la référence 26 pour laisser un passage à la lumière prave- nant de l'ensemble de LED, décrit ultérieurement, lorsque le disque est en position ACTIVE. L'âme a une couleur vive au niveau du côté 28 qui est situé en vis-à-vis de la direction d'observation dans la position ACTIVE du disque et une couleur sombre sur le côté opposé 30. Le disque comporte aussi une butée (cylindre 27, décrit ul trrieurement) limitant la rotation à seulement un peu plus de 90 @ dans le sens des aiguilles d'une montre en regardant vers la droite sur la figure 1 afin d'atteindre la première position.
las disques 18A, 18B ont une couleur vive (et peuvent être, dans certaines applications, fluorescents à la lumière du jour ou rétroréfléchissants) au niveau du côté 28 situé en vis-à-vis d'un observateur, et visibles pour un tel observateur regardant dans la direction d'observation lorsque ceux-ci sont à peu près parallèles au plan du réseau (voir référence alphanumérique 18A sur la figure 5). Ceci est mentionné ici en tant que position "ACTIVE". la disque comporte une couleur sombre et non réfléchissante au niveau de son côté opposé 30.Lorsque le disque tourne jusqu'à atteindre son autre position li- mite (définie par le cylindre 27) conn@e en tant que position "INACTIVE" (voir référence alphanumérique 18E sur la figure 5), le côté ACTIF du disque n'est pas visible dans la direction d'observation.
Les supports 10 et la base 17 ont une couleur sombre pour colncider avec celle du côté opposé 30 du disque. Par conséquent, lorsque le côté opposé 30 est affiché dans la direction d'observation, comme dans le cas du disque 18B sur la figure 5, le disque 30 se confond avec les supports et la base et est pratiquement invisi- ble pour un observateur. Au contraire, le côté lumineux du disque 18k contraste avec la base et le support
Le support 10 qui est situé sur la gauche de chaque disque sur la figure 1 supporte un noyau 44 qui est orienté verticalement.Sur le côté d'un tel support 10 qui est dirigé vers le disque, une saillie plate 36 généralement horizontale est munie d'un évidement 37 pour recevoir l'extrémité supérieure du noyau 44 Unz saliie plate 38, généralement horizontale, comporta un ridement 40 dirigé vers le haut, qui est die'ensionné pour recevoir l'extrémité inférieure du noyau 44. La saillie 38 est dimensionnée afin de présenter une élasticité limitée et peut être abaissée afin de permettre l'insertion de 1 'ex- trémité supérieure du noyau dans l'évidement supérieur, et ensuite libérée pour recevoir l'extrémité inférieure du noyau dans l'évidement 40.
Le support 10 qui est situé sur la gauche de chaque disque sur la figure 1 supporte un noyau 44 qui est orienté verticalement.Sur le côté d'un tel support 10 qui est dirigé vers le disque, une saillie plate 36 généralement horizontale est munie d'un évidement 37 pour recevoir l'extrémité supérieure du noyau 44 Unz saliie plate 38, généralement horizontale, comporta un ridement 40 dirigé vers le haut, qui est die'ensionné pour recevoir l'extrémité inférieure du noyau 44. La saillie 38 est dimensionnée afin de présenter une élasticité limitée et peut être abaissée afin de permettre l'insertion de 1 'ex- trémité supérieure du noyau dans l'évidement supérieur, et ensuite libérée pour recevoir l'extrémité inférieure du noyau dans l'évidement 40.
Le noyau comporte un enroulement d'excitation 42, auquel peuvent être envoya s des impulsions de ten- sion de polarité quelconque, permettant de magnétiser respectivement le noyau afin qu'il adopte une polarité magnétique ou l'autre. Conformément aux buts de la présente invention, le noyau est choisi de manière à présenter une forte rémanence ou de manière à constituer un "aimant" dur, de sorte que calui-ci conserve sa polarité magnétique entre impulsions.
L'enroulement d'excitation se termine à une courte distance de chaque extrémité du noyau. L'extrémité supérieure non bobinée du noyau est contenue dans 1 'évi- dement 37. L'extrémité inférieure non bobinée du noyau 44 est mieux représentée sur la figure 3. Des fils conduc teurs 46 et 47 s'étendant à partir des extrémités de la bobine conduisent à la source de puissance, non représentée, afin d'acheminer les impulsions de polarisation vers la bobine. Dans le cas d'un fonctionnement ordinaire d'un réseau, chaque noyau est aimanté de manière indépendante, et, par conséquent, chaque disque adopte de manière indépendante la position ACTIVE ou INACTIVE.
L'extrémité supérieure du noyau est positionnée à proximité suffisamment étroite de l'aimant 22 pour que le champ engendré par le noyau commande l'orientation de l'aimant afin que celui-ci positionne le disque dans une orientation ACTIVE ou INACTIVE. Cependant, l'aimant 22 ne doit pas être situé trop près du noyau.Si calui-ci est trop près, 1 'aimant annule ou surmonte L'aimantation
existant au niveau de l'extrééité adjacente du noyau et
amène le disque à se verrouiller" dans la position où il
se trouve. la support 10, et ses éléments 36 et 38 de
support de noyau sont constitués d'un matériau amagnéti
que (ici, de la matière plastique moulée), de sorte que
la présence de ces éléments n'affecte pas matériellement
le champ magnétique.
existant au niveau de l'extrééité adjacente du noyau et
amène le disque à se verrouiller" dans la position où il
se trouve. la support 10, et ses éléments 36 et 38 de
support de noyau sont constitués d'un matériau amagnéti
que (ici, de la matière plastique moulée), de sorte que
la présence de ces éléments n'affecte pas matériellement
le champ magnétique.
L'aimant 22, comme cela est mieux représenté
dans la position INACTIVE de la figure 6, est aimanté de
manière à fournir un axe polaire entre pôle nord et pôle
sud, ND et SD respectivement, l'axe polaire magnétique
étant orienté en formant un angle de l'ordre de 45 par
rapport au plan du disque.
dans la position INACTIVE de la figure 6, est aimanté de
manière à fournir un axe polaire entre pôle nord et pôle
sud, ND et SD respectivement, l'axe polaire magnétique
étant orienté en formant un angle de l'ordre de 45 par
rapport au plan du disque.
Conformément au mode de fonctionnement du dis
que, si l'extremité supérieure du noyau a précédemment
été soumise à une impulsion pour constituer un pôle nord,
celle-ci attire le pôle SD de 1 'aimant 22 et maintient le
disque dans la position INACTIVE représentée par un trait plein sur la figure 6 en rendant invisible le côté lumineux
du disque dans la direction d'observation . Lorsque le
noyau reçoit une impulsion afin de créer un pôle sud au
niveau de l'extrémité supérieure de la bobine, l'aimant
entraîne alors le disque en rotation vers la position AC IVE (voir figure 6a) en (affichant le côté lumineux du dis
que dans la direction d'observation . Une autre inversion
de la polarité du noyau entraine à nouveau en rotation le
disque vers la position INACTIVE.
que, si l'extremité supérieure du noyau a précédemment
été soumise à une impulsion pour constituer un pôle nord,
celle-ci attire le pôle SD de 1 'aimant 22 et maintient le
disque dans la position INACTIVE représentée par un trait plein sur la figure 6 en rendant invisible le côté lumineux
du disque dans la direction d'observation . Lorsque le
noyau reçoit une impulsion afin de créer un pôle sud au
niveau de l'extrémité supérieure de la bobine, l'aimant
entraîne alors le disque en rotation vers la position AC IVE (voir figure 6a) en (affichant le côté lumineux du dis
que dans la direction d'observation . Une autre inversion
de la polarité du noyau entraine à nouveau en rotation le
disque vers la position INACTIVE.
Dans le mode préféré de réalisation qui vient
d'être décrit, les disques agencés dans une rangée tour
nent librement sur le même arbre de montage. Cependant,
le fonctionnement, pour autant que la présente invention
est concernée, est identique si chaque disque tourne de
manière séparée sur son propre arbre ou axe de montage,
comme expliqué dans le brevet U.S. 5 055 832,
Chaque disque comporte une ouverture positionnée de manière excentrée, qui est ici une ouverture cir culaire 26. Un ensemble de LED 48 est aligné avec ltouser- -ture dans la direction d'observation, de ânière à laisser passer la lumière des LED dans la direction dwob- servation dans la position ACTIVE.L'ensemble 48 est contenu de manière typique dans un cylindre 27 dont l'axe s'étend dans la direction d'observation V et dont les parois s'étendent de manière préférée vers I 'extérieur au-delà de l'ensemble de LED. Le prolongement de la paroi du cylindre au-delà des LED réduit l'incidence de la lumière du soleil sur les LED. De tels LED comportant de manière typique des lentilles de focalisation, et de telles lentilles peuvent focaliser la lumière du soleil sur les LED et les détériorer.
d'être décrit, les disques agencés dans une rangée tour
nent librement sur le même arbre de montage. Cependant,
le fonctionnement, pour autant que la présente invention
est concernée, est identique si chaque disque tourne de
manière séparée sur son propre arbre ou axe de montage,
comme expliqué dans le brevet U.S. 5 055 832,
Chaque disque comporte une ouverture positionnée de manière excentrée, qui est ici une ouverture cir culaire 26. Un ensemble de LED 48 est aligné avec ltouser- -ture dans la direction d'observation, de ânière à laisser passer la lumière des LED dans la direction dwob- servation dans la position ACTIVE.L'ensemble 48 est contenu de manière typique dans un cylindre 27 dont l'axe s'étend dans la direction d'observation V et dont les parois s'étendent de manière préférée vers I 'extérieur au-delà de l'ensemble de LED. Le prolongement de la paroi du cylindre au-delà des LED réduit l'incidence de la lumière du soleil sur les LED. De tels LED comportant de manière typique des lentilles de focalisation, et de telles lentilles peuvent focaliser la lumière du soleil sur les LED et les détériorer.
Le cylindre et 1' ensemble de LED sont montés sur la base et sont situés pour briller à travers l'ou- verture 26 du disque lorsque le disque est situé dans 1 'orientation ACTIVE.
Chaque support 10 comporte une ouverture carrée 146 qui est située en vis-à-vis de l'extrémité inférieure non bobinée 44 du noyau. Dans cette ouverture (comparer les figures 2 et 3) est situé un commutateur à effet Hall 122 associé à un détecteur 136 décrit ci-après.
On va maintenant décrire les circuits d'alimentation et de commande des LED. Un réseau comporte de ma- nière typique des éléments d'affichage agencés habituellement sous la forme de blocs 7 x 5 constitués de sept rangées et de cinq colonnes. Dans un tel bloc, une lettre, un nombre ou tout autre motif, peut être formé de manière habituelle par l'affichage sélectif de disques en position ACTIVE et INACTIVE, et il est possible d'agencer autant de blocs qu'on le souhaite.Cependant, la présente invention peut 'appliquer de manière identique à un ds- -positif d'affichage
à plusieurs éléments qui est agencé d'une autre manièra
Sur les dessins, on a représenté un transformateur 100 réduisant la tension de l'alimentation depuis la tension de 110 volts jusqu'à une tension adaptée, ici une tension efficace de 36 volts. La sortie du transformateur (forme d'onde A) est envoyée à travers un pont redresseur 102 afin d'envoyer sur la ligne 104 le signal cyclique positif (forme d'onde B) par rapport au fil de masse 106.
à plusieurs éléments qui est agencé d'une autre manièra
Sur les dessins, on a représenté un transformateur 100 réduisant la tension de l'alimentation depuis la tension de 110 volts jusqu'à une tension adaptée, ici une tension efficace de 36 volts. La sortie du transformateur (forme d'onde A) est envoyée à travers un pont redresseur 102 afin d'envoyer sur la ligne 104 le signal cyclique positif (forme d'onde B) par rapport au fil de masse 106.
La ligne t04 est reliée à L'entrée de moyens da commande de phase ou commutateur atténuateur 108. Ces moyens de commande 108 sont constitues de maniera préférée par un redresseur. commandé au silicium (SCR) (Slicon Controlled
Rectirier ou SCR), commandé par une commande de phase qui est un dispositif bien connu pour déphaser le point de commutation de chaque cycle positif de La forme d'onde B. La sortie du SCR passe à :éro lorscue le signal B reçu ail niveau ce son entre passe à zé- rc. La commande à 60 cycles, le déphaseur et la di@de à gâchette sont bien connus de l'homme du métier. Un Triac peut être utilisé à la place du SCR.La sortie du SCR a la forme de la forme d'onde C sur la ligne 129 qui est identicue à la forma d'onde B, à l'exception d fait ce le début est retardé d'un angle de phase qui peut être commandé en fonction du réglage de l'atténuateur. La sortie du SCR est reliée aux LED, montées en série, asscciées à chaque disque du réseau, à travers une résistance R2, et au collecteur d' un commutateur. 114 à transistor
NPN dont le fonctionnement va être expliqué ci-dessous.
Rectirier ou SCR), commandé par une commande de phase qui est un dispositif bien connu pour déphaser le point de commutation de chaque cycle positif de La forme d'onde B. La sortie du SCR passe à :éro lorscue le signal B reçu ail niveau ce son entre passe à zé- rc. La commande à 60 cycles, le déphaseur et la di@de à gâchette sont bien connus de l'homme du métier. Un Triac peut être utilisé à la place du SCR.La sortie du SCR a la forme de la forme d'onde C sur la ligne 129 qui est identicue à la forma d'onde B, à l'exception d fait ce le début est retardé d'un angle de phase qui peut être commandé en fonction du réglage de l'atténuateur. La sortie du SCR est reliée aux LED, montées en série, asscciées à chaque disque du réseau, à travers une résistance R2, et au collecteur d' un commutateur. 114 à transistor
NPN dont le fonctionnement va être expliqué ci-dessous.
L'atténuateur est réglé, comme souhaité, par l'intermédiaire de moyens non représentés afin de commander la lu vinosité des LED à l'aide de l'angle de phase de chaque cycle transmis.
L'émetteur de chaque commutateur 114 à transistor est relié à la masse par l'intermédiaire d'un fil de connexion 116 (un prolongement de la ligne 106) - Par con séquent, on peut voir que pour chaque élément du réseau, ensemble de LED est allumé lorsque le commutateur 114 à transistor est fermé, et la luminosité est déterminée en réglant le commutateur atténuateur 108.
Ca-e on peut le noter d'après la description qui "a suivre, l'état de chaque commutateur 114 à transistor est commande individuellement par les circuits qui vont être décrits.
Entre les lignes 104 et 106 est branché un régulateur à trois bornes qui agit en tant que dispositif d'écrêtage ou dispositif de verrouillage en tension 118.
Le but est de recevoir, au niveau de l'entrée, la tension existant entre les lignes 104 et 106 et d'envoyer, entre la ligne 120 et la ligne 116, une tension qui soit acceptable (dans le présent mode de réalisation, 24 V > pour le commutateur à effet Hall. La sortie de 1 'écrêteur est par conséquent répercutée sur 1 'entrée d'alimentation 123 du commutateur à effet Hall par l'intermédiaire de la ligne 120 afin de délivrer le courant de commande au commuta- teur 122 à effet Hall.Le commutateur à effet Hall contient un dispositif à effet Hall, agencé comme représenté sur la figure 9 afin de relier la borne de sortie 124 à la masse, lorsque 1'élément à effet Hall, correctement positionné et orienté, détecte un champ présentant une première polarité et afin de déconnecter la borne de sortie 124 vis-à-vis de la masse lorsque le champ présente l'autre polarité.
Chaque ligne 120 est reliée à la muse à travers un condensateur 126 afin d'empêcher que la tension d'alimentation existant au niveau de chaque borne 123 ne tombe à un niveau suffisamment faible (entre crâtes) pour interrompre le fonctionnement du dispositif à effet Hall
ôu le bloquer. Si le dispositif à effet Hall est bloqué
entre les crêtes, les LED peuvent brille@d (alors que l'on fouhaiterait que celles-ci soient éteintes) suffisamment pour constituer une distraction la nuit.
ôu le bloquer. Si le dispositif à effet Hall est bloqué
entre les crêtes, les LED peuvent brille@d (alors que l'on fouhaiterait que celles-ci soient éteintes) suffisamment pour constituer une distraction la nuit.
Le redresseur 128, relié à la ligne 120 entre le condensateur 126 et la sortie de l'sécréteur lis, emp che que la tension positive existant au niveau du conoen- sateur 126 n'apparaisse au niveau de la sortie de l'écrê- teur.
La ligne 120 est reliée à travers la résistance
R2 à la ligne reliant la borne de sortie 124 du commuta- teur à effet Hall et la base du transistor 114, afin de délivrer un courant de base au transistor 114 lorsque le commutateur à effet Hall est bloqué.
R2 à la ligne reliant la borne de sortie 124 du commuta- teur à effet Hall et la base du transistor 114, afin de délivrer un courant de base au transistor 114 lorsque le commutateur à effet Hall est bloqué.
La figure 9 représente un schéma fonctionnel d'un connutateur à effet Hall 122 qui est typique. r mA indiqué, la tension positive existant au niveau de la borne 123, transmise à travers le redresseur 132, est régulée par le régulateur 134 et est appliquée en tant que courant Hall à la masse en passant à travers l'élément à effet Hall 136 qui réagit aux composantes de flux magne- tique existant dans la direction perpendiculaire au plan de la figure 9 et, aussi de la figure 6. Le redresseur 132 empêche qu'un signal de polarité indésirable ne soit appliqué sur le régulateur 134 . La tension de sortie résultante est répercutée sur un amplificateur 138 et une bascule de Schmîtt 140 dont la sortie est reliée, à son tour, à la base d'un transistor 142.Le collecteur du transistor 142 constitue la sortie 124 et l'émetteur du transistor 142 est relié de manière à mettre à la masse la borne de sortie de la ligne 116 de la figure 7.
La polarité de la tension Hall est déterminée par la polarité du champ magnétique aux bornes du détecteur 136, de sorte que dans une première polarité, le transistor 142 soit passant et ferme la connexion allant de R2 à la masse et de sorte que, dans l'autre polarité, le transistor soit bloqué et la résistance R2 soit flot tante. La bascule de Schmitt bascule délivre une sortie numérique qui rend "passant" le transistor à un certain niveau d'entrée de tension et "bloque" le transistor à un niveau de tension inférieur (de sorte qu'une oscillation de la sortie est évitée).
Le commutateur à effet Hall 122 est positionné là où son élément 136 détecte la polarité du flux magné- tique provenant de 1'extrémité inférieure non bobinée du noyau 44. A cet effet, le support 12 est muni d'un évide- ment carré 146 formé dans sa base, qui reçoit l'élément à effet Hall, son détecteur 136 étant situé en vis-à-vis de l'extrémité 44 du noyau. Le rrmarmtateur à effet Hall est relié à trois fils de connexion, au niveau des bornes 123 et 124 et au niveau de la borne de masse, qui s'étendent jusqu'à la base du support et jusqu'à la base 17 afin d'etre reliés au circuit représenté sur la figure 7.
Le détecteur à effet Hall 136 doit être orienté de telle sorte que lorsqu'un disque est situé dans la position ACTIVE (voir référence 18A, figure 5), le champ provenant du noyau 44 est tel que le transistor 142 est bloqué et le transistor 114 est passant de sorte que les
LED 48 associées sont alluéées et augmentent, pour l'ob- servateur, la visibilité dans la direction V du côté lumineux 28 du disque. Au contraire, lorsqu'un disque est dans la position INACTIVE (voir référence 18B, figure 5), le champ affectant le détecteur 136 est inversé de sorte que le transistor 142 est passant, et le transistor 114 est bloqué.Un observateur regardant vers le disque dans la direction d'observation ne voit par conséquent pas le disque 18B, dont le côté lumineux est masqué de sorte que le côté sombre 30 se confond avec les supports et la base présentant la même couleur sombre, et les LED associées sont éteintes.
LED 48 associées sont alluéées et augmentent, pour l'ob- servateur, la visibilité dans la direction V du côté lumineux 28 du disque. Au contraire, lorsqu'un disque est dans la position INACTIVE (voir référence 18B, figure 5), le champ affectant le détecteur 136 est inversé de sorte que le transistor 142 est passant, et le transistor 114 est bloqué.Un observateur regardant vers le disque dans la direction d'observation ne voit par conséquent pas le disque 18B, dont le côté lumineux est masqué de sorte que le côté sombre 30 se confond avec les supports et la base présentant la même couleur sombre, et les LED associées sont éteintes.
Lorsqu'on désire, par exemple, commuter le disque iSA en mode INACTIF, l'enroulement 42 associé reçoit une impulsion pour inverser la polarité du noyau, et faire tourner le disque dans la position représentée par un trait plein sur la figure 5. L'inversion de la polarité du noyau amène le détecteur à effet Hall 136 à commu- ter le transistor 142 en mode passant, le transistor 114 en mode bloqué et les LED associées sont éteintes.
Lorsque la crête de tension sortant du transformateur 100 n'est que légèrement supérieure à celle que tolère le commutateur à effet Hall 122, les circuits de la figure 8 peuvent être remplacés par ceux de la figure 7, Le transformateur 100, le pont redresseur 102 et la commande de phase 108 agissent coee sur la figure 7 et produisent des formes d'onde similaires A, B, C, bien que celles-ci aient une amplitude plus faible. La sortie de la commande de phase 108 est envoyée à travers un écrê- teur 118 qui écrête la forme d'onde C à un niveau acceptable pour chaque commutateur à effet Hall 122- Si les crêtes sont déjà situées au-dessous des limites acceptables du commutateur à effet Hall, l'écrêteur n'est pas nécessaire.La sortie de l'écrêteur 118, ou de la com- mande de phase si l'écrêteur est absent, est envoyée vers les LED montées en séries, à travers une résistance R1, et vers la borne de commande 123 du commutateur à effet
Hall 122. L'autre borne des LED est reliée à la borne de sortie 124 du c =utateur à effet Hall 122.
Hall 122. L'autre borne des LED est reliée à la borne de sortie 124 du c =utateur à effet Hall 122.
En fonctionnement, lorsque la polarité de 1 'ex- trématé 44 du noyau associé est telle qu'elle connut en mode passant le transistor 142, les LED sont allumées, et lorsque la polarité est telle que le transistor 142 est bloqué, les LED sont éteintes.
Du fait que l'état du transistor 142 a une relation opposée par rapport à 1 'état des LED sur la figures 7 et 8, il est nécessaire de faire attention à ce que l'orientation de 1 'élément à effet Hall soit choisi dans chaque cas de sorte que les LED soient allumes lorsque le côté lumineux du disque associé est affiché dans la direction d'observation, et soient éteintes lorsque le côté sombre est ainsi affiché.
Si on considère les circuits des figures 8 ou 9, on peut voir que la sortie de l'atténuateur 118 est répercutée sur une première borne de tous les ensembles de LED d'un réseau. Cependant, l'autre borne de chaque ensemble de LED est individuellement reliée ou non à la masse, par 1 'interédiaire du outateur à effet Hall conformément à la polarité du noyau du disque correspondant. Par conséquent, chaque ensemble de LED est individuellement commandé pour être allumé et éteint lorsque, respectivement, le côté lumineux du disque est affiché ou est masqué dans la direction dwobservation.
On peut noter que, au lieu d'tin circuit LED, le commutateur à effet Hall, tel que positionné et décrit, peut être utilisé pour commander différents types de circuits. De tels circuits ne sont pas limités, mais doivent comporter la fonction d'un affichage esclave ou d'un circuit permettant de rendre compte auprès d'un dispositif de surveillance de l'état du disque d'affichage associé.
On peut noter que bien que le disque contienne une ouverture permettant le passage des rayons lumineux, en position ACTIVE, une encoche ou autre partie enlevée peut être utilisée dans le Kieme but.
Claims (12)
1. Dispositif d'affichage définissant une direction d'observation (V), caractérisé en ce qu'il comporte un élément mobile (18A), 18B) conçu pour se déplacer par rapport à un élément fixe (10) entre une première position dans laquelle un côté lumineux (28) est affiché dans la direction d'observation et une seconde position dans laquelle ledit côté lumineux est masqué dans la direction d'observation,
ledit élément mobile (18A, 18B) supportant un aimant (22) destiné à se déplacer avec celui-ci
ledit élément fixe (10) étant conçu pour supporter de manière mobile ledit élément mobile (18A, 18B) afin que celui-ci puisse se déplacer entre lesdites première et seconde positions,
et un noyau électromagnétique (44) fortement rémanent, supporté par ledit élément fixe (10), pouvant être commuté par l'intermédiaire d'un enroulement (42) associé adapté, dans une première polarité, pour fournir un champ afin d'influencer ledit aimant (22) pour rappeler ledit élément (18A, 18B) vers ladite première position, et, dans la polarité opposée, pour fournir un champ afin d'influencer ledit aimant (22) pour rappeler ledit élément (18A, 18B) vers ladite seconde position,
un circuit comportant un commutateur (122) adapté pour avoir un état ouvert et un état fermé,
un dispositif à effet Hall comportant un détecteur (136) positionné dans ledit champ et -adapté, dans ladite première et dans ladite autre polarité, pour fermer et ouvrir ledit commutateur (122), respectivement.
2. Dispositif d'affichage définissant une direction d'observation, caractérisé en ce qu'il comporte un élément (44) développant un champ magnétique adapté pour fournir des champs ayant une première et une autre polarité,
un élément mobile (18A, 18B) réagissant à ladite première polarité et à ladite autre polarité pour adopter, respectivement, une première et une seconde position,
un commutateur à effet Hall (122) ayant un détecteur (136) positionné dans ledit champ magnétique et adapté pour produire une tension dont la polarité est déterminée par la polarité dudit champ.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte
des moyens (100, 102) pour obtenir, à partir d'un alimentation en courant alternatif, un signal cyclique (B) ayant une première polarité,
des moyens de commande de phase (108) pour recevoir ledit signal obtenu et permettre de commander à partir de celui-ci la position des cycles successifs dudit signal obtenu,
dans lequel la sortie desdits moyens de commande de phase (108) est connectée pour allumer un élément luminescent (48) lorsque ledit commutateur (122) est fermé.
4. Circuit apte à fonctionner avec un dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte
une alimentation de tension destinée à fournir des signaux cycliques ayant une première polarité,
des moyens de commande de phase (108) ayant des bornes d'entrée et de sortie connectées pour laisser passer un angle de phase, réglable, des signaux ayant ladite première polarité.
5. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit comprenant
une alimentation de tension destinée à fournir des signaux cycliques (B) ayant une première polarité,
des moyens de commande de phase (108) ayant une entrée connectée pour recevoir lesdits signaux cycliques et une sortie connectée pour laisser passer un angle de phase, réglable, desdits signaux ayant ladite polarité,
et un dispositif de verrouillage de tension (118) ayant une entrée connectée pour recevoir la sortie des moyens de commande de phase (108) et une sortie ne fournisssant que la partie dudit signal située au-dessous d'une tension prédéterminée.
6. Dispositif d'affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit comprenant
une alimentation de tension destinée à fournir des signaux cycliques (B) ayant une première polarité, des moyens de commande de phase (108) ayant une entrée connectée pour recevoir lesdits signaux cycliques (B) et une sortie connectée pour laisser passer un angle de phase, réglable, lesdits signaux-ayant ladite première polarité.
7. Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit comprenant
une alimentation de tension destinée à fournir des signaux cycliques (B) ayant une première polarité,
des moyens de commande de phase (108) ayant une entrée connectée pour recevoir lesdits signaux cycliques (B) et une sortie connectée pour laisser passer un angle de phase, réglable, desdits signaux ayant ladite première polarité,
des moyens (118) connectés à ladite commande de phase pour commander le pourcentage de chaque signal cyclique transmis par ladite diode.
8. Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément mobile (18A, 18B) est un rotor, monté librement en rotation sur un élément fixe (10), définissant un côté lumineux (28) destiné à être affiché dans la direction d'observation (V) dans une orientation ACTIVE et pouvant tourner vers une position INACTIVE dans laquelle ledit côté lumineux est masqué dans ladite position INACTIVE.
9. Dispositif d'affichage comportant un élément (22) commandé électromagnétiquement par un noyau (44) développant un champ magnétique,
ledit élément étant adapté dans l'une ou l'autre des polarités dudit noyau pour afficher ou maintenir respectivement une surface lumineuse à la vue d'observateurs dans une direction d'observation (V),
un commutateur à effet Hall (122) positionné pour être dans un état fermé dans une première polarité dudit champ et pour être dans un état ouvert dans l'autre polarité dudit champ.
10. Dispositif d'affichage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une lumière (48) connectée à un circuit commandé par ledit commutateur à effet
Hall (122) pour être allumée et éteinte, respectivement, dans l'un et l'autre des états dudit commutateur à effet Hall (122), ladite lumière, lorsque celle-ci est allumée, étant visible dans ladite direction d'observation, ledit commutateur à effet Hall (122) étant agencé de telle sorte que ladite lumière soit allumée ou éteinte, respectivement, lorsque ladite surface lumineuse est affichée ou masquée dans la direction d'observation.
11. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comporte
des moyens (100, 102) pour obtenir à partir d'un courant alternatif un signal cyclique (B) ayant une première polarité,
des moyens (108) de commande de phase destinés à recevoir ledit signal obtenu et à fournir à partir de celuici, d'une manière commandée, une partie des cycles successifs dudit signal obtenu,
dans lequel la sortie desdits moyens (108) de commande de phase est connectée pour allumer ladite lumière (48) lorsque ledit commutateur (122) est fermé.
12. Réseau de dispositifs d'affichage selon l'une des revendications 3 ou 11, caractérisé en ce que la sortie desdits moyens (108) de commande de phase est connectée pour allumer ladite lumière de plusieurs desdits dispositifs, et chacun desdits commutateurs (122) à effet Hall est commandé par la polarité des dispositifs individuels.
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