Dispositif d'aff ichage de symboles numériques ou alphanumériques

Domaine technique

La présente invention concerne un dispositif d'affichage de symboles numériquesou alphanumériques, par exemple une montre. La présente invention concerne en particulier un dispositif d'affichage de symboles par segmenta

Bat de la technique

Desdispositifsaffichant l'heure ou d'autresindicationsau moyen de symboles numériquesou alphanumériques constitués par des segments sont connus Différentestechnologies peuvent être employées à cet effet. Les affichages à cristaux liquides sont très répanduset ont l'avantage d'une consommation électrique très réduite. Comme lescristaux liquides n'émettent pasde lumière propre, ces dispositifs nécessitent cependant une source lumineuse supplémentaire pour pouvoir être consultés la nuit ou par faible luminosité ambiante. Même de jour, le contraste offert par les affichages à cristaux liquides est faible.

Des affichages à segment qui émettent leur propre lumière sont également connus. On connaît par exemples des affichages à diodes électroluminescentes (LEDs) ou des affichages à plasma, qui ont l'avantage d'être très lisibles même par faible luminosité. Ces dispositifs ont cependant l'inconvénient d'une consommation électrique importante qui limite leur usage dansdesdispositifs portables, telsque montre, calculatrice ou téléphone portable. Les montresà affichage par diodes électroluminescentes comportent par conséquent en général un organe permettant d'activer lessegmentsd'affichage pendant une durée prédéterminée, avant que l'affichage ne s'éteigne de lui-même afin de ménager la batterie.

L'aspect desdiodes lumineuses éteintes est cependant peu esthétique. Par ailleurs, la surface supérieure desdiodes

*V1

électroluminescent es est f ragile, en sorte qu'ellesdoivent être protégées par une glace. Cette glace augmente l'épaisseur du dispositif et réfléchit la lumière externe, ce qui nuit à la lisibilité de l'affichage. Enfin, les affichages par diodes électroluminescentes ont souvent été employés pour des montres économiques, en sorte que leur image est fréquemment, maisà tort, associée à une qualité inférieure.

FR2838838 décrit une montre-bracelet indiquant les heures et les minutes au moyen de deux sériesde diodes électroluminescente représentant les heures, respectivement les minutes. La lecture de l'heure est malcommode puisqu'elle ne fait pasappel à dessymboles numériques ou alphanumériques, mais à un code inhabituel. Cette solution convient tout au plus pour afficher des heuresde 1 à 12 et des minutes par intervallesde cinq minutes, maisserait impraticable pour afficher des min ut es exact es, puisqu'une rangée de 60 diodes serait nécessaire. Ce document suggère aussi d'associer une pierre translucide à chaque source de lumière, mais n'indique pas comment les pierres sont disposées par rapport au leds, et ne propose en particulier pasd'éclairer les pierres.

US6553786 décrit un bijou comportant un pavé de diamant, y comprisdesdiamantsf luorescentsdisposésde manière à écrire un texte lorsque le pavé est illuminé par une lumière ultraviolette. Cette construction permet uniquement d'afficher destextes ou des symboles fixes, maisest inadaptée pour l'affichage de données alphanumériques variables, tellesque des indications horaires.

EP894449 décrit un bracelet de montre muni de diodes électroluminescentes pour produire un effet décoratif animé. Lesdiodes ne sont pas recouvertes et ne visent pasà afficher desindications numériques ou alphanumériques.

US4601584 décrit un cadran de montre muni de diodes électroluminescentes pour afficher différents mot if s amusants Les LEDS ne sont toutefois pas utilisées pour afficher dessymboles numériques ou alphanumériques, et ne sont pas non plus protégées par des pierres.

*V1

GB2276071 décrit un bijou ∞mportant des pierres rétroéclairées à l'aide de LED. Les LEDs ne sont toutefois pas utilisée pour afficher des symboles numériques ou alphanumériques.

Bref résumé de l'invention

Un but de la présente invention est donc de proposer un dispositif, notamment une montre, qui évite cesinconvénientsde l'art antérieur.

Selon l'invention, ces butssont atteints au moyen d'un dispositif qui présente les caractéristiques de la revendication indépendante.

L'usage de pierres, par exemple de pierres précieuses naturelles ou synthétiques, ou de strass, montéesdevant lessources lumineuses permet à la foisd'améliorer l'esthétique du dispositif, notamment lorsque l'affichage est éteint, et d'autre part de protéger chacune des sources lumineusesdes chocs et des rayures, sans nécessiter de verre.

Par ailleurs, l'illumination des pierres en transparence, au moyen de sourcesélectroluminescentessélectivement activées, permet de lesfaire scintiller ou briller, notamment lorsque les pierres sont taillées avec des facettes.

Brève description desdessins

Desexemplesde mise en œuvre de l'invention sont indiquésdans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :

La figure 1 illustre une vue de dessusd'un exemple de montre selon un premier mode de réalisation de l'invention.

La figure 2 une vue en perspective d'une boîte de montre, sans le fond, selon un premier mode de réalisation de l'invention.

*V1

La figure 3 illustre une vue de dessusd'une boîte de montre selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

La figure 4 illustre une vue partielle en ∞upe selon le plan de ∞upe A-A de la figure 3 d'une boîte de montre selon l'invention.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

Lesfigures 1 à 4 illustrent un mode de réalisation d'un dispositif de l'invention, constitué danscet exemple par une montre-bracelet. La montre comporte un boîtier 10 dont la face supérieure est constituée par une plaque, ou cadran, 12 entièrement recouverte de pierres 120 transparentes ou translucides Dans une variante préférentielle, la plaque 12 fait partie intégrante de la boîte de montre.

Dans ce document, on entend par pierre tout élément solide, transparent ou translucide, qui diffracte la lumière incidente, et/ou la lumière traversant la pierre selon différentesdirections, de manière à produire deseffetsde scintillement, d'irisation, de miroitement, etc.. On entend notamment par pierre:

• des pierres précieuses naturelles, par exemple des diamants,

• des pierres précieusessynthétiques ou artificielles, par exemple desdiamants artificiels,

• des élémentssolidesen verre, en cristal ou en matériau synthétique, minéral ou organique, taillésou moulés avec ou sansfacettes, de manière à scintiller et à projeter des ref lets lumineux variables selon l'orientation de la lumière interne et externe incidente, y comprisdu strassou de l'ambre,

*V1

• des éléments solidestransparents ou translucides in∞rporant des inclusionsde nacre, ou d'autres particules synthétiques, minéralesou organiques, afin de diff racter la lumière traversant le corpssolide dansdifférentes directions, lesinclusions pouvant être translucidesou opaques,

• tout autre élément transparent ou translucide avec un aspect noble, précieux ou chatoyant et habituellement utilisé dans le domaine de la joaillerie et de la bijouterie

Les pierressont disposées de façon matricielle, en un pavé comportant plusieurs ligneset plusieurs colonnes Danscet exemple, les lignes et lescolonnessont équidistantes. D'autresdispositionsde pierre, par exemple des pierresqui ne recouvriraient qu'une portion limitée de la face supérieure de la boîte, ou plusieurs portionsdisjointes, voire des dispositions irrégulières, par exemple des pierresde taille inégale sertiesen neige, peuvent également être imaginéesdans le cadre de l'invention. Par ailleurs, il est possible d'employer des pierresde type ou de couleur différentes, ou des pierrestailléesdifféremment les unesdes autres

Dans l'exemple illustré, le nombre de pierre des colonnes est différent ; les colonnesont donc des longueursvariables. La boîte de montre 10 est entièrement recouverte de pierres, et d'autres pierres semblent déborder de la boîte pour recouvrir une portion du bracelet 11. La limite entre les pierres au-dessus de la boîte et cellesqui surplombent le bracelet n'est pas clairement discernable. Le bracelet est de préférence un bracelet flexible en cuir, en caoutchouc, en textile ou en matériau synthétique recouvert par exemple de satin ou de textile.

Certaines pierres, désignées par la référence 1201 , sont placées devant des sources lumineuses, par exemple desdiodes électroluminescentes (LEDs) 121. La référence 1200 indique les autres pierres non rétroéclairées. La référence 120 désigne indifféremment les pierres rétroéclairées 1201 et les pierres non rétroéclairées 1200.

*V1

La lumière émise par lesdiodes électroluminescentes 121 sélection nées traverse les pierrestransparentes ou translucides 1201 correspondantes et est réf léchie dansdifférentesdirections par les différentes facettes sur la face supérieure des pierres, de manière à produire un éclairage scintillant.

Un circuit électronique non représenté, par exemple un microcontrôleur horloger ou un contrôleur d'affichage à segments, détermine lesdiodes électroluminescentesqui sont sélectionnées à chaque instant de manière à afficher lessymboles numériques ou alphanumériques désirés Le circuit électronique est alimenté par une source électrique autonome non représentée, par exemple une batterie ou une cellule photovoltaïque.

Dans l'exemple illustré, lesdiodes électroluminescentes sont disposéesde manière à constituer dessegmentsde symboles numériques Quatre chiff res peuvent être affichés pour indiquer une heure de 00 à 12 (ou de 00 à 23) et une minute de 00 à 59. Deux points peuvent en outre être affichés pour séparer lesdeux chiff resde l'heure desdeux chiff resdes minutes Dans une variante, ces deux points clignotent avec une f réquence d'une seconde. D'autrestypes de symboles peuvent bien entendu être prévus pour afficher d'autresindications, par exemple lessecondes, la date, des indicationsdu chronographe, un deuxième fuseau horaire, etc. L'organe de commande 15, ou un autre organe tel que bouton-poussoir ou couronne, peut être employé pour sélectionner lesindications affichées.

Les pierres rétroéclairées 1201 ont danscet exemple une forme sensiblement carrée, différente de la forme allongée dessegments d'affichagesà 7 segments par symbole usuels. Dans l'exemple illustré, les symboles numériquessont constitués en sélectionnant lesdiodes allumées dans un groupe de 13 diodes par symbole. De manière préférentielle, certaines diodes électroluminescentes adjacentes sont connectées électriquement et sont ainsi toujourssélectionnéesou désélectionnées simultanément au moyen d'un seul signal de commande. On limite ainsi le nombre de signaux de commande nécessaires pour afficher l'un desdix

*V1

chiffresde 0 à 9. Dansce cas, un segment d'affichage est donc constitué par plusieurs sources lumineuses adjacentes dans la direction horizontale ou verticale.

La montre illustrée comporte en outre au moins un organe de commande 15, par exemple une couronne ou un bouton-poussoir, afin de commander lesdifférentsfonctionsde la montre et de régler l'heure affichée. Lesdiodes électroluminescentes correspondant à l'indication affichée sont de préférence uniquement allumées lorsque l'utilisateur manipule l'organe de commande 15, puisautomatiquement éteintes après une durée prédéterminée, afin de ménager la batterie ou la source de courant électrique autonome de la montre.

Dans un mode de réalisation, l'intensité lumineuse produite par lesdiodes électroluminescentes sélectionnées est variable et dépend par exemple de réglagesde l'utilisateur, de la luminosité ambiante déterminée par une cellule photovoltaïque, de l'état de la batterie, ou de l'heure du jour par exemple. Il est ainsi possible de varier le contraste d'affichage ou le scintillement des pierres en fonction desgoûtsde l'utilisateur ou des conditions ambiantes. Par ailleurs, il est aussi possible d'allumer toutes les sources lumineuses 121 simultanément, ainsi que d'autres sources lumineuses supplémentairesoptionnelles, afin de faire scintiller les pierres 120 indépendamment de l'indication affichée. Par ailleurs, l'intensité lumineuse émise par lesdifférentessourcesde lumière peut être modulée, dans le temps et dans l'espace, afin dé générer des reflets irisés variables.

Les pierres 120 sont fixées sur la plaque 12 définissant la face supérieure de la boîte 10 par sertissage ou par collage. En casde collage, chaque pierre peut être collée indépendamment dans une ouverture 130, dans un trou borgne ou directement sur la surface supérieure de la plaque 12. Dans une variante, il est aussi possible de coller plusieurs pierres en une seule opération au moyen d'un film adhésif, par exemple un film transfert ou autocollant déposé sur la face supérieure 12 de la boîte.

8 K-o ^ s M

Afin de prévenir tout risque de décollage ou déchaussement des pierres, il est important qu'elles soient montées sur une surface rigide, par exemple une plaque métallique 12 suffisamment épaisse. En outre, toutes les pierres, y compriscellesqui recouvrent une portion du bracelet 11 , sont de préférence montéessur la même plaque 12, ou du moinssur plusieurs élémentssolidaires les unsdes autres et formant conjointement une surface non déformable. A cet effet, dans l'exemple illustré sur la figure 2, la face supérieure de la montre est constituée par une plaque métallique 12 comportant une portion 122 en porte-à-faux qui recouvre partiellement un brin du bracelet (non illustré). La portion en porte-à-faux 122 est découpée de manière à correspondre à la longueur descolonnesde pierres ; la portion 122 est entièrement recouverte par les pierres, et ainsi pratiquement invisible lorsque les pierres sont montées. Danscet exemple, la portion en porte-à-faux comporte des ouvertures à l'emplacement prévu chaque pierre. Selon le procédé de montage choisi, de telles ouvertures, ou destrous borgnes, pourraient être prévussur l'ensemble de la plaque 12.

La plaque 12 pourrait naturellement également recouvrir une partie du deuxième brin du bracelet.

Dans une variante non illustré, les pierres recouvrant le bracelet pourraient être montéessur un embout ou un autre élément rigide lié au bracelet et maintenu solidairement avec la boîte 10, par exemple au moyen de vis, de goupillesou de tiges, de manière à constituer avec la face supérieure de la boîte 10 une seule surface rigide et dépourvue de discontinuités

Le collage ou sertissage de toutes les pierres sur une seule surface non déformable permet de garantir desinterstices parfaitement réguliers entre les pierresdu pavé, et réduit le risque de déchaussement ou de décollage.

L'usage de pierres montéessur une seule surface 12 rigide à cheval sur la boîte 10 et le bracelet est également possible avec des montres à aiguilles, ou des montres à affichage numérique sur une portion

*V1

dépourvue de pierres. Cette caractéristique est donc indépendante des diodes rétroéclairées.

La figure 3 illustre une vue de dessusd'une variante de boîte de montre 10 dont la face supérieure 12 ne recouvre pas le bracelet. Cette face est percée d'ouvertures 130 aux emplacements prévus pour lesdiodes électroluminescentes. Les pierres 120 sont destinées à être montées au dessusde chaque ouverture 130, et de façon matricielle entre et autour les ouvertures Dans une variante préférentielle, les pierres ainsi montées constituent la surface supérieure de la montre, qui ne comporte donc pas de cadran et n'est pas recouverte par une glace. Il est cependant aussi possible de ne monter des pierresque sur une portion de la face supérieure.

La figure 4 illustre une vue partielle en coupe selon le plan de coupe A-A de la figure 3 de la boîte de montre 10 avec quelques pierres 120 montées La boîte comporte une plaque métallique 12 percée des ouvertures 130 mentionnées Les pierres sont montées par sertissage ou collage dans les ouvertures, et autour de ces ouvertures. Un circuit imprimé (PCB, printed circuit board) 14, ou d'autres moyensde connexion, est montée sous la plaque 12 et supporte un certain nombre de diodes électroluminescentes 121 , par exemple des diodes rouges et/ou des diodes bleues, représentées schématiquement. Le circuit imprimé comporte des pistes conductrices ou destrousde passage pour desfilsconducteurs, de manière à connecter lesdifférentesdiodes électroluminescentes au circuit électronique de la montre (non représenté).

La plaque 12 est de préférence posée directement sur le circuit imprimé 14. De cette manière, les portionsde plaque entre les ouvertures 130 constituent des rideaux 131 qui empêchent la lumière émise pour une diode électroluminescente 121 d'atteindre une pierre voisine.

Dans l'exemple illustré, l'axe desdiodes électroluminescentes 121 est perpendiculaire au plan de la plaque 12. Il est cependant également possible de monter au moinscertainesdiodes parallèlement aux facettes

1 0 K-o ^ s M

des pierres 12, ou de prévoir plusieursdiodessouscertaines pierres, de manière à lesfaire scintiller davantage ou différemment.

Un joint non représenté sur lesfiguresest de préférence prévu autour de chaque pierre, ou danschaque ouverture 130, de manière à prévenir lesinfiltrationsd'eau jusqu'au circuit imprimé 14. S les pierres non rétro éclairées 1200 sont montées dans un trou borgne, comme sur la figure 4, il est possible d'associer un joint individuel uniquement à chaque pierre rétroéclairée 1201 , là où des risquesd'infiltrationsd'eau par lesouvertures 130 peuvent se produire.

Dans une variante, l'étanchéité est assurée par un joint élastique circulaire comprimé autour de chaque pierre. Il est aussi possible d'employer un joint de colle, fait d'un matériau durcissant à l'air, à la lumière, aux ultraviolets, etc, et qui permet à la foisde coller chaque pierre dans l'ouverture 130 et d'assurer son étanchéité. Dans ce but, une gorge annulaire non représentée est de préférence usinée ou arrangée dans la plaque 12, à l'intérieure de chaque ouverture 130, pour y loger la totalité de la périphérie de la pierre 1201 ; cette gorge est remplie de colle lorsdu montage, par exemple au moyen d'une seringue, afin d'assurer un maintien optimal de la pierre. Le joint de colle conserve de préférence une certaine souplesse après durcissement de manière à garantir un maintien de la pierre même en casde dilatationsou de déformations. Un sertissage, par exemple par déformation de potionsde la plaque 12, peut être effectué en susdu collage.

Dans une autre variante, lesouvertures 130 sont rempliesde colle ou d'un autre matériau synthétique avant, pendant ou après le montage des pierres 120. Il serait également possible d'assurer l'étanchéité au moyen d'une couche supplémentaire entre la plaque 12 et le circuit imprimé 14, par exemple une plaque synthétique transparente, ou une plaque et anche percée de trousau niveau de chaque diode. Dansce cas, un seul élément prévient l'infiltration d'eau provenant de différentes pierres. L'étanchéité pourrait aussi être assurée au-dessousde la plaque 14, qui ne serait elle- même protégée que de manière imparfaite.

1 1 i ^ v .vi

Dans une autre variante, l'étanchéité est assurée au moyen d'une natte élastique compressible et électriquement conductrice entre les LEDS et le reste du circuit. La natte est par exemple constituée de caoutchouc siliconé isolant électriquement avec une épaisseur de 0.3 jusqu'à 1 mm par exemple. Desfils métalliques, de préférence desfilesd'or, sont intégrés dans la natte qu'ilstraversent perpendiculairement au plan de la natte, espacés les uns des autre avec une distance entre 0.05 jusqu'à 1 mm environ. Les fi Is sont tous coupés à f leur de la surface supérieure et de la surface inférieure de la natte. Un contact électrique est établi au traversdes fils entre chaque broche des LEDs en appui sur la face supérieure de la natte et des pointsde contact correspondants sous la surface inférieure de la natte, par exemple sur une plaque PCB en appui sous la natte. Le caoutchouc entre lesfils assure d'une part l'isolation électrique entre les différents pointsde contact électrique et d'autre part l'étanchéité, l'humidité parvenant dans ce casjusqu'aux diodes luminescentes mais bloquées par la natte. De telles nattes sont commercialisées par la société SHIN-ETSU par exemple.