DE1258720B

DE1258720B - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE1258720B
Application number: DEN26375A
Authority: DE
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1964-03-16
Filing date: 1965-03-13
Publication date: 1968-01-11
Also published as: US3340631A; GB1038444A; FR1428420A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G09f

Deutsche Kl.: 54 h - 4

Nummer: 1 258 720

Aktenzeichen: N 26375IX a/54 h

Anmeldetag: 13. März 1965

Auslegetag: 11. Januar 1968

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, und ihre Aufgabe ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, auf der Daten durch Licht aufgezeichnet werden können und von der die Daten wieder entfernt werden können, entweder durch Verblassen oder durch Eingriffe, oder durch beides.

Demgemäß geht die Erfindung aus von einer Anzeigevorrichtung mit einem Behälter, der einen Stoff enthält, der bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht von einem normalen, im wesentlichen farblosen Zustand in einen zeitweilig farbigen Zustand übergeht und der durch Verblassen nach einer bestimmten Zeit wieder seinen normalen Zustand einnimmt, mit einer UV-Lichtquelle zum Projizieren eines Musters aus ultraviolettem Licht auf den Stoff, wodurch ein farbiges Bild des Musters entsteht, und anschließend betätigbaren Vorrichtungen zum Löschen des farbigen Bildes.

Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff eine Masse Teilchen aufweist, die so gelagert sind, daß sie eine scheinbar glatt aussehende Oberfläche darstellen, und daß duch die Betätigung der Löschvorrichtung die Mischung der farbigen und der im wesentlichen farblosen Teilchen bewirkt wird.

Im wesentlichen besteht die Vorrichtung aus einem Behälter mit einer Menge sehr kleiner durch Lichteinwirkung färbbarer Teilchen. Die belichteten Teilchen dieses Stoffes bilden im Ruhezustand eine scheinbar glatte Oberfläche, die nach dem Aufhören des Lichtes weiterbesteht und auf die Erregungslicht geworfen werden kann, um Daten darzustellen. Die genannten Teilchen bestehen aus einem Stoff, der durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht aus seinem normalen Zustand in einen zeitweilig farbigen Zustand übergeht, wobei die Farbe bei Zimmertemperatur infolge der Umgebungswärme in einem Zeitraum von mehreren Minuten allmählich verblaßt, und zwar Teilchen für Teilchen. Die farbigen Teilchen an der Oberfläche, die die Daten bilden, können z. B. mechanisch mit dem Rest der Masse der Teilchen vermischt werden, so daß die genannten Daten, während sie verblassen, unsichtbar werden.

Der Behälter kann mit einer fensterähnlichen Haltewand versehen sein, durch die Erregungslicht treten kann und durch die die vordersten Teilchen der Masse im Ruhezustand gesehen werden können, so daß beobachtet werden kann, was durch das Erregungslicht aufgezeichnet werden kann. Als Zusatzvorrichtung zu dem Behälter ist eine Vorrichtung zum beliebigen Stürzen des Behälters vorgesehen, wodurch die Teilchen gemischt werden, wenn die Aufzeichnung verschwinden soll. Zur Aufzeichnung der Da-Anzeigevorrichtung

Anmelder:

The National Cash Register Company,
Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. A. Stappert, Rechtsanwalt,

4000 Düsseldorf-Nord, Feldstr. 80

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 16. März 1964 (352 273)

ten auf der Bildschirmoberfläche in der gewünschten Form dient eine UV-Lichtquelle mit einer geeigneten Lichtsteuer- und Ausrichtevorrichtung.

Die am besten geeignete Form des Behälters ist eine Trommel, die um ihre zylindrische Achse drehbar ist, wobei eine Begrenzungsfläche der Trommel eine transparente Haltewand ist, durch die das ultraviolette Aufzeichnungslicht treten kann und durch die die aufgezeichneten Daten gesehen werden können.

Ein derartiger trommeiförmiger Behälter geht aus der Zeichnung hervor; die Trommel ist flach, und die Stützachse der Trommel befindet sich in horizontaler Lage, so daß sie gedreht werden kann, um die färbbaren Teilchen innerhalb des Behälters zu stürzen.

Die Trommel ist nicht ganz mit färbbaren Teilchen gefüllt, wodurch das Mischen bei dem Sturzvorgang erst möglich wird. Bei dieser Art von Behälter erfolgt das Aufzeichnen auf dem Trommelende durch die transparente Wand unter der horizontalen Achse, und durch die Drehung wird die Aufzeichnung in einer kreisförmigen Bahn bewegt, bis sie den Punkt erreicht, an dem infolge der Schwerkraft die Teilchen schräg abwärts fließen und sich mit dem Rest der nichtfarbigen Teilchen der Masse vermischen. Zu diesem Zweck sind innerhalb der Trommel, an der inneren zylindrischen Umfangsfläche, bauliche Maßnahmen getroffen, die zum Sturzvorgang beitragen, wie dies bei Trommelmischeinrichtungen üblich ist.
Als Teilchen werden, obwohl es viele durch ultraviolettes Licht färbbare Stoffe gibt, für die Erfindung bevorzugt sehr kleine Kapseln mit Wänden aus durchscheinendem oder transparentem, polymerem Stoff

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und einem flüssigen Inhalt verwendet, der einen durch Dispergieren des mehrprozentig in einem photochromen Farbstoffen Lösung enthält. Ein photo- inerten Öl, wie beispielsweise chloriertem Diphenyl, chromer Farbstoff in Lösung befindet sich normaler- gelösten Farbstoffes als innere Phase einer Emulsion weise in einem farblosen Zustand, der durch Anwen- in einer Lösung filmbildenden polymeren Stoffes als dung ultravioletten Lichtes zeitweilig eine leuchtende 5 der äußeren Phase. Durch Koacervierung erfolgt eine Farbe annimmt, um nach dem Verstreichen eines Abtrennung einer polymerreichen flüssigen-Phase aus Zeitraumes, der im Bereich von Sekunden, Minuten, der Lösung und ihr Niederschlag auf den Teilchen Stunden, Tagen und Monaten liegen kann, wieder in der inneren Phase, wodurch sich sehr kleine Kapseln seinen ursprünglichen Farbzustand zurückzukehren. mit flüssigen Wänden bilden, die später beispielsweise Diese Färbung wird durch eine Strukturveränderung 10 durch Gelatinierungs- oder Härtemittel verfestigt der Farbstoffmoleküle verursacht und schließt kerne werden. Genaue Verfahren zur Herstellung solcher chemische Reaktion ein, so daß der Stoff, nachdem er Kapseln sind allgemein bekannt. Für gewöhnlich wieder in seinen normalen Zustand zurückgekehrt ist, liegt der größte durchschnittliche Durchmesser dieser wieder einen farbigen Zustand annehmen kann. Für Kapseln zwischen 5 und 15 μ, und in getrocknetem die Anzeigefunktion wird ein Farbstoff gewählt, der 15 Zustand bilden diese Kapseln eine Art Pulver. Für in Lösung eine Umkehrzeit von mehreren Minuten die Verwendung dieser Kapseln in einer Anzeigebei normaler Raumtemperatur benötigt, so daß Kap- vorrichtung ist es gegebenenfalls besser, größere selteilchen, auf denen eine Aufzeichnung vorgenom- Kapseln zu verwenden, so daß das Stürzen und das men wurde und die gefärbt wurden, innerhalb einiger Mischen leichter durchgeführt werden kann. Zu Minuten in den farblosen Zustand zurückkehren, d. h. 20 diesem Zweck können auch Kapseln in der Größenverblassen. Bei der Verwendung solcher Stoffe bleibt Ordnung von 200 bis 500 μ verwendet werden. Diese die Aufzeichnung einige Minuten sichtbar, verschwin- Kapseln werden, wie bereits beschrieben, in einer det aber dann, so daß der Bildschirm automatisch Trägerflüssigkeit hergestellt, in der der polymere Stoff wieder für die nächste Aufzeichnung bereit ist. An- in einem Lösungsmittel aufgelöst ist, in das gelöste dererseits kann die Trommel so gedreht werden, daß 25 »Farbe in Öl«-Teilchen eingeführt werden. Der Unterdie gefärbten Teilchen und Kapseln außer Sicht unter schied gegenüber dem bekannten Verfahren zur Herdie Masse der Kapseln gemengt werden, wodurch zu- stellung großer Kapseln besteht darin, daß das Öl sätzlich eine neue Aufzeichnungsoberfläche erscheint, nicht in der Lösung aus polymerem Stoff emulgiert die sich bereits auf ihrem Wege um die Bahn der wird, sondern dadurch in Form großer Tröpfchen Sturzstelle befand, so daß sofort, ohne Verzögerung, ₃₀ gehalten wird, daß es in die Lösung mittels einer eine neue Aufzeichnung auf einem neuen Teil der Pipette eingeführt wird, von deren Ende die Tröpf-Schirmoberfläche erfolgen kann, der durch eme söge- ehen durch eine fächerartige Mischvorrichtung wegnannte »Aufzeichnungsstelle« präsentiert wird. gestoßen werden.

Es kann auch wahlweise vor der Trommel, zwi- In dem Lösungsmittel kann die gewünschte Menge

sehen der Schirmvorderfläche und dem Standpunkt ₃₅ eines photochromen Stoffes gelöst sein, der aus den

des Betrachters, ein undurchsichtiger Bildschirm an- zuvor genannten ausgewählt wurde,

gebracht werden, der eine Schauöffnung aufweist, die Solche photochrome Stoffe können nicht nur als

den Bereich dieser Aufzeichnungsstelle dem Betrach- Färbemittel im flüssigen Inhali sehr kleiner Kapseln

ter freigibt. Durch diese Öffnung kann das Aufzeich- verwendet werden, sondern sie können auch als ge-

nungslicht projiziert und die aufgezeichneten Daten ₄₀ löster Stoff in einer festen Lösung zusammen mit

wahrgenommen werden. polymerem Stoff verwendet werden, und zwar in den

Da das durch ultraviolettes Aufzeichnungslicht für "die gewünschte Farbgebung erforderlichen Men-

färbbare Material bekannt ist, wird es unter Bezug- gen. Der feste Zustand der Stoffe wird jedoch ein

nähme auf seine optimale Ausführungsform, d. h. langsameres Verblassen zur Folge haben als dies bei

sehr kleine, eine Flüssigkeit enthaltende Kapseln be- ₄₅ Teilchen in Kapselform mit flüssigem Inhalt der Fall

schrieben, so daß der Rest der Vorrichtung unter Be- ist. Diese festen Lösungen können aus polymerem

zugnahme darauf erläutert werden kann. Eingekap- Stoff mit in Wasser löslichen Wänden bestehen, wie

selte Lösungen photochromer Farbstoffe nach Art beispielsweise Gelatine, die zur Herstellung der

des Benzoindolinspiropyrans, die für eine annehm- Kapseln verwendet wird, oder solche Lösungen könbare Zeit bei Zimmertemperatur stabil sind, sind be- 50 nen ein beliebiger der filmbildenden polymeren Stoffe

kannt. In solche eingekapselte Lösungen können Da- sein, die für gewöhnlich zum Bilden von Kügelchen

ten mit ultraviolettem Licht bei Zimmertemperatur für verschiedene Zwecke benutzt werden, wobei diese

aufgezeichnet werden. Insbesondere ist 1,3,3-Tri- Kügelchen entweder in einem flüssigen Herstellungs-

methyl-6'-mtrospiro-(2'-H-l-benzopyran-2,2'-indolin) bad erzeugt werden oder zu ihrer Herstellung eine

eine bevorzugte dieser Verbindungen, weil es eine 55 Platte einer festen Lösung aus polymerem Stoff, die

relativ geringe Lebensdauer bei Zimmertemperatur den Farbstoff beinhaltet, zerkleinert wird. Durch diese

aufweist, wie sie bei der Anzeigevorrichtung für beide Art der Auswahl kann der Anwender selbst durch

Arten der Löschung, d. h. sowohl für die automa- Versuche und Erfahrung entscheiden, wie die gün-

tische Löschung als auch für die Löschung im Sturz- stigste Anzeige zustande kommt,

verfahren, notwendig ist. Soll für die Löschung ledig- 60 Wenn die Bestrahlung mit ultraviolettem Licht

lieh das Sturzverfahfen verwendet werden und die durch irgendwelche transparenten Glasmaterialien

Rückführung der mit Aufzeichnungen versehenen beeinträchtigt wird, dann ist das Eindringen des auf-

Kapseln in ihren normalen Zustand mehr als ein paar fallenden ultravioletten Lichtes am stärksten, je

Minuten in Anspruch nehmen, dann wären andere dünner das Fensterglas ist, durch das die Teilchen in

Derivate besser geeignet; beispielsweise würden die 65 der Trommel zu sehen sind. Es gibt eine Anzahl von

8'NO₂-, die 6'NO₂-OCH₃- und die 5-NO₂-, Filmstoffen, die ultraviolettem Licht gegenüber durch-

8' OCHg-Derivate eine solche längere Farbbeständig- lässiger sind als normales Fensterglas, und es ist be-

keit gewährleisten. Diese Kapseln werden hergestellt kannt, Quarz oder quarzähnliche feste transparente

oder durchscheinende Stoffe als Abdeckungen für ultraviolettes Licht durchlassende Öffnungen zu verwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Beispielen beschrieben und in den Zeichnungen gezeigt.

In den Figuren ist eine UV-Lichtquelle 20 (F i g. 1) innerhalb eines konkaven Projektionsspiegels 21 angeordnet gezeigt, die einen durch eine ausgeschnittene Schablone 22 gesteuerten Lichtstrahl abgibt, um den Buchstaben N auf durch Lichteinwirkung färbbaren Teilchen 24 hinter einer durchlässigen Scheibe 25 an der einen Stirnfläche einer Trommel 26 »aufzuzeichnen«.

Die Trommel 26 besteht aus einer hinteren Platte 27, einer Trennwand 28 mit einem kreisförmigen äußeren Umfang und einem oktagonalen inneren Umfang, der durchlässigen Fensterscheibe 25 und einer Abdeckplatte 29, die mit Schrauben verbunden sind und so den flachen trommeiförmigen Behälter bilden. Diese Trommel ist über die Hälfte mit den beschriebenen, durch Lichteinwirkung färbbaren Teilchen 24 gefüllt und auf einem Walzensatz 30 und 31 gelagert. Die Walze 30 ist mit einem Drehgriff 32 versehen, mittels dem der trommeiförmige Behälter auf seiner zylindrischen Achse gedreht werden kann. In Strichlinien ist ein wahlweise angeordneter lichtundurchlässiger Schirm 33 (F i g. 2) mit einer Öffnung 34 gezeigt, durch die die Bildfläche beobachtet und das »Aufzeichnungslicht« projiziert werden kann. Dieser Schirm 33 ist als Anzeigefixierung nicht erforderlich, da die Drehung der Trommel und das Verschwinden der aufgezeichneten Buchstaben bei Mischung des Trommelinhalts selbst eine Attraktion darstellen. Aufeinanderfolgende Vierteldrehungen der Trommel werden durch die am Umfang der Trommel angegebenen Gradzahlen angezeigt. Diese Anzeige läßt erkennen, was sich innerhalb der Trommel während einer vollständigen Drehung im Uhrzeigersinn abspielt. Es versteht sich, daß die Mischung der Teilchen, wie gezeigt, lediglich eine Möglichkeit ist, um die angezeigten Daten wieder verschwinden zu lassen. Das Verblassen der farbigen Teilchen bei unbewegter Trommel ist ein zweites Verfahren, durch das die aufgezeichneten Daten gelöscht werden.

Die Trommel kann schrittweise oder fortlaufend gedreht werden, um einen vollständigen Kreis zu beschreiben; durch eine bestimmte Bewegung wird die Aufzeichnung über die Öffnung hinausgeführt, und es taucht ein neuer Schirmbereich auf, auf den weitere Daten aufgezeichnet werden können. Beim Weiterdrehen der Trommel wird dieser Schirmbereich ebenfalls über die Aufzeichnungsstelle hinausgeführt, oder er verändert seine Stellung nicht, wenn die Trommel nicht gedreht wird. Wenn die Trommel in umgekehrter Richtung gedreht wird, werden die Aufzeichnungen, die von der Aufzeichnungsstelle aus in einer Richtung weiterbewegt wurden, wieder in den Sichtbereich zurückgebracht, sofern sie noch bestehen, d. h., daß noch nicht genügend Zeit verstrichen sein darf, um die Daten durch Verblassen verschwinden zu lassen.

Es versteht sich, daß ohne den Schirm 33 alles, was auf dem Bildschirm aufgezeichnet und eine Vierteldrehbewegung im Uhrzeigersinn von der Aufzeichnungsstelle wegbewegt wurde, in der in F i g. 2 gezeigten Stellung des Buchstaben N erscheint, der eine 90°-Verschiebung gegenüber seiner Aufzeichnungsstellung einnimmt. Es können nicht nur Buchstaben aufgezeichnet werden; die Aufzeichnung kann auch in Form einer fortlaufenden Linie, wie beispielsweise einer Kurve, erfolgen, die allmählich unter Drehung der Trommel verschwindet.

Die Schablone22 weist die Buchstaben^ und C auf, die durch Drehung auf der Achse 36 einstellbar sind, um das ultraviolette Licht zu unterbrechen.

Mehr als eine Aufzeichnungsvorrichtung kann vorgesehen sein, um Daten auf die Anzeigevorrichtung zu projizieren, und zu diesem Zweck kann das ultraviolette Licht entweder kegelförmig gerichtet sein oder als ein durch eine Lichtmaske, wie beispielsweise die gezeigte Schablone, gesteuerter Strahl, oder als durch in der einschlägigen Technik an sich bekannte Lichtsteuervorrichtungen gesteuerter Strahl projiziert werden.

Während die vorliegende Erfindung in den Zeichnungen unter Bezugnahme auf einen trommeiförmigen Behälter offenbart wurde, ist es doch offensichtlich, daß dies kein die Erfindung begrenzendes Merkmal ist. Die vorliegende Erfindung besteht vielmehr darin, daß eine Menge färbbarer Teilchen in einem Behälter vorgesehen sind. Diese Teilchen können, nachdem sie gefärbt wurden, von einer Schirmoberfläche gestürzt werden und unter die nicht gefärbten Teilchen gemischt werden, wobei noch hinzukommt, daß die Teilchen nach einer bestimmten Zeit automatisch verblassen. Das Mischen der Teilchen, so daß diejenigen Teilchen auf der Schirmoberfläche in das Innere der Masse gelangen, kann in einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung durch eine Rührvorrichtung zustande kommen. In diesem Fall bleibt der Behälter in seiner festen Stellung. Ein anderes Verfahren, durch das eine derartige Masse dieser Teilchen für eine Aufzeichnung angeordnet werden kann, besteht darin, die Teilchen in einem Endlosband mit einer an seiner Längsseite verlaufenden inneren Tasche, das durch durchscheinendes Material bedeckt ist, anzuordnen. Dieses Band kann über Walzen zu einer darüberliegenden Aufzeichnungsstelle geführt und bei einem Richtungswechsel der vertikalen Bewegung gestürzt werden. Bei dieser Ausführung der Erfindung geschieht das Mischen, wenn das Band den höchsten Punkt erreicht hat und im Begriff ist, sich wieder nach unten zu bewegen. Dadurch fallen die Teilchen infolge der Schwerkraft und werden gemischt. Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung, einen offenen Behälter vorzusehen, bei dem die Öffnung nach oben gerichtet ist und der mit Teilchen und einem Mischer versehen ist. Das Aufzeichnen kann an der äußersten Oberfläche der Teilchen, die durch die Schwerkraft innerhalb des Behälters gehalten werden, erfolgen.

Als Abwandlung des beschriebenen mehr oder weniger ebenen Bildschirmes kann ein System vorgesehen sein, bei dem die Teilchen sich nach unten auf einer abgeschrägten Oberfläche bewegen oder als eine Art Vorhang nach unten fallen können und während des Fallens eine Stelle passieren, wo ultraviolettes Licht auf sie projiziert wird, um sie beim Fallen zu färben. Ein solches Verfahren besteht darin, Kapseln oder andere Teilchen in einen Behälter vom Typ eines Stundenglases zu geben und es dabei so einzurichten, daß sie an der engsten Stelle des Stundenglases, wenn sie in die untere Hälfte fallen, d. h. beim Durchlauf, gefärbt werden. Zu dem Zeitpunkt, wenn sämtliche Teilchen durchgefallen sind, kann das Stundenglas umgedreht werden, und wenn ge-

nügend Zeit zwischen der Färbung und dem Wenden des Stundenglases verstrichen ist, werden die Teilchen wieder ihren ungefärbten Zustand annehmen. So zeigt die Färbung und Entfärbung der Teilchen das Verstreichen von Zeit an. Die Zeit, die benötigt wird, um die Teilchen zu entfärben, kann allgemein für alle Zwecke, in denen das Zeitelement eine Rolle spielt, vorteilhaft angewandt werden, um den visuellen Effekt auf den Beobachter weiter zu verbessern. So gesehen kann die Vorrichtung auch als Zeitanzeiger verwendet werden.

Es ist eine bekannte Tatsache in der Photochromic, daß die Temperatur einen kritischen Faktor bei der Geschwindigkeit des Verblassens dieser Teilchen darstellt, und daß ein Ansteigen der Temperatur das is Verblassen beschleunigt. Folglich sind sowohl die Wärme als auch die Zeit steuerbare Faktoren zur Löschung von in der Einrichtung aufgezeichneten Daten.

Claims

Patentansprüche:

1. Anzeigevorrichtung mit einem Behälter, der einen Stoff enthält, der bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht von einem normalen, im wesentlichen farblosen Zustand in einen zeitweilig farbigen Zustand übergeht und der durch Verblassen nach einer bestimmten Zeit wieder seinen normalen Zustand annimmt, mit einer UV-Lichtquelle zum Projizieren eines Musters aus ultraviolettem Licht auf den Stoff, wodurch ein farbiges Bild des Musters entsteht, und anschließend betätigbaren Vorrichtungen zum Löschen des farbigen Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff eine Masse Teilchen (24) aufweist, die so gelagert sind, daß sie eine scheinbar glatt aussehende Oberfläche darstellen, und daß durch die Betätigung der Löschvorrichtungen (30, 32) die Mischung der farbigen und der im wesentlichen farblosen Teilchen bewirkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen (24) aus sehr kleinen Kapseln bestehen, die einen an sich bekannten flüssigen, durch ultraviolettes Licht färbbaren Stoff enthalten.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter als Trommel (26) ausgebildet ist und an einem Ende ein für ultraviolettes und Umgebungslicht durchlässiges Fenster (25) aufweist, gegen das sich die Teilchen legen und so eine Sichtfläche bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung eine Einrichtung (30, 32) zum Drehen der Trommel (26) um ihre horizontale Achse aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Umfang der Trommel ein regelmäßiges geometrisches Muster aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schablone (22) zwischen dem Fenster (25) und der UV-Lichtquelle (20) angeordnet ist, so daß beim Einschalten der UV-Lichtquelle ein Bild der in diese Schablone geschnittenen Informationen auf den Schirm projiziert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 718/32 12. 67

ι Bundesdruckerei Berlin