DE19549209A1

DE19549209A1 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE19549209A1
Application number: DE19549209A
Authority: DE
Inventors: John Browne
Original assignee: Mark IV Industries Corp
Current assignee: Kapsch TrafficCom IVHS Corp
Priority date: 1995-01-17
Filing date: 1995-12-30
Publication date: 1996-07-18
Also published as: CA2165621C; IT1281675B1; FR2729493B1; FR2729493A1; ITMI960064A0; GB2297185A; CA2165621A1; GB9600656D0; US5642130A; ITMI960064A1; JPH08278756A; GB2297185B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.

Seit einigen Jahren wird ein elektromagnetisches Anzeigeelement verwendet, das ein bewegliches Element, in der Regel einen Rotor, und einen Stator aufweist. Dieses Element ist so ausgelegt, daß es innerhalb von Kegelorten, die eine Blickrichtung umgeben, gesehen werden kann. Der Rotor kann sich zwischen einer ersten Position, in welcher eine helle Oberfläche Betrachtern in einem Blickkegel dargeboten wird, und einer zweiten Position, in welcher die helle Oberfläche im Blickkegel verdunkelt wird, bewegen.

Ein umkehrbares Magnetfeld, das durch den Stator bereitgestellt wird, gibt dem Ro tor eine Position vor, die durch die Art des Magnetfelds bestimmt wird. Mit "Vorga ben" sind auch solche Umstände eingeschlossen, daß dann, wenn das Feld dem Rotor eine Richtung vorgibt, der Rotor sich entweder in die besagte Richtung bewegt, wenn er sich in einer anderen Richtung befand, oder falls er bereits dort war, wird er durch das Feld in dieser Position gehalten.

Beispiele derartiger Vorrichtung sind in folgenden USA-Patenten der Anmelderin ge zeigt und beschrieben: 4 163, 4566 210, 5 050325, 5 055 832.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Hall-Effekt-Schalter mit seinem Sensor in dem Stator-Magnetfeld angeordnet und nimmt in Übereinstimmung mit der einen oder anderen Polarität des Stator-Magnetfelds einen offenen und geschlossenen Zustand ein. Der Hall-Schalter kann dazu verwendet werden, ein Licht ein- oder aus zuschalten, um die Sichtbarkeit der hellen Seite des sich bewegenden Elements zu verstärken oder auch nicht. Der Hall-Schalter kann alternativ dazu verwendet werden, eine Neben- oder Anzeigeschaltung zu betreiben. Wenn eine Lichtquelle verwendet wird, wird eine lichtemittierende Diode ("LED") wegen ihrer großen Intensität, bezo gen auf die Leistung, bevorzugt; es liegt aber auch jede andere Lichtquelle im Rah men der Erfindung. Üblicherweise wird eine Anhäufung bzw. ein Cluster von LED′s verwendet.

Beispiele von Vorrichtungen, bei denen die Darbietung der hellen Seite des bewegli chen Elements durch das Licht einer Lichtquelle verstärkt wird - sichtbar im Sichtke gel - sind im folgenden USA-Patent der Anmelderin offenbart: US-PS 5 050 325. Dieses Patent zeigt die Verwendung von lichtemittierenden Dioden (LED′s) für die Verstärkung der Darbietung oder das Sichtbarwerden des beweglichen Elements, wenn es in seinem hellen Zustand ist. Bei diesem Patent wird das Leuchten der zuge ordneten LED′s mittels eines Reed-Schalters geregelt, wobei dieser vom Magnetfeld aktiviert wird, das dem Stator des zugeordneten beweglichen Elements zugeordnet ist. Der Reed-Schalter spricht jedoch auf ein Magnetfeld an und nicht auf dessen Polarität und erfordert deshalb spezielle zusätzliche Magnetkreise, um den Reed- Schalter auf die Feldpolarität ansprechbar zu machen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, bei welcher je der LED-Kreis, der einer magnetfeldbetriebenen elektrischen Vorrichtung zugeordnet ist, durch einen Hall-Effekt-Schalter gesteuert wird, der ein Hall-Effekt-Element auf weist, das sich in dem Magnetfeld befindet. Der Hall-Effekt-Schalter ist so geschal tet, daß er das Aufleuchten der LED bewirkt, wenn die helle Seite des Anzeigeele ments dem Betrachter dargeboten wird, und daß er die LED ausschaltet, wenn die helle Seite des Anzeigeelements verdunkelt wird.

Der Hall-Effekt-Schalter kann gemäß der Erfindung auch für andere Zwecke verwen det werden, beispielsweise zum Steuern einer Neben-Anzeige oder zum Fühlen der Polarität des Feldes zu Anzeige- und anderen Zwecken.

Obgleich bei einer Ausführungsform der Erfindung der Hall-Effekt-Schalter bei einer rotierenden Scheibe zur Anwendung kommt, kann er bei jeder anderen Anzeige ver wendet werden, die Elemente aufweist, die durch ein Magnetfeld oder einen Kern be wegt werden. Beispiele derartiger Elemente offenbaren die US-PS′en 4 860 470, 4744 163, 4 616221, 4566 210 und 4426 799. Es ist festzuhalten, daß eine Vorrich tung mit mehreren Kernen, die beispielsweise in den US-PS′en 4 860470 oder 4566 210 beschrieben sind, einen Hall-Effekt-Schalter für jeden Kern haben können.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß dann, wenn sie bei einem lichtverstärkten Display verwendet wird, die Leistung für die LED′s und für den Hall-Schalter über einen Dimmer zugeführt wird, der eine Phasenregeleinrich tung aufweist, beispielsweise einen Triac oder einen SCR. Der Dimmer ist oft erfor derlich, weil die LED′s zu hell sein können und einen Kraftfahrer oder Beobachter des nachts ablenken oder blenden. Der Hall-Schalter hat eine Spannungsgrenze, so daß ein Spannungsbegrenzer oder eine Klemme, welche eine Spannung nur unterhalb dieser Grenze durchlassen, in Reihe mit der Phasenregelung vorgesehen ist. Diese Phasenregelung hat sich als sehr effiziente Stromversorgung herausgestellt, weil wäh rend desjenigen Abschnitts eines jeden Zyklus, bei dem die Versorgung abgetrennt ist, keine Leistung verbraucht wird.

Es wird bei einer Gruppierung bzw. einem Array von lichtverstärkten Anzeige elementen die Leistung für die lichtverstärkten Elemente als Gruppe aus einem gleichgerichteten Wechselstrom eingespeist, wobei der erforderliche Teil eines jeden Zyklus den phasengeregelten Dimmer durchläuft und an der Spannungsgrenze für je de Hall-Effekt-Vorrichtung begrenzt wird. Jedes LED-Cluster für ein Element in der Gruppierung bzw. im Array wird dann individuell durch eine solche Stromversor gung mit Energie versorgt (oder auch nicht), und zwar über einen Hall-Effekt- Schalter, dessen Zustand hierfür mittels des Magnetkerns gesteuert wird, der dasselbe Element antreibt.

In den Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform zeigen, bedeuten:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Anzeige;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Trägers für ein Anzeigeelement;

Fig. 3 eine Ansicht des linken oberen Teils in Fig. 1, quer zur Anzeigereihe und in Blickrichtung, wobei sich ein Element in AUS-Position befindet und die Position des Hall-Schalters zeigt;

Fig. 4 eine Ansicht in die gleiche Richtung wie Fig. 3, wobei sich die Anzeigeelemente in einer EIN-Position befinden;

Fig. 5 eine Ansicht in Blickrichtung, die einen Teil einer Anzeige mit einem Element in EIN- und mit einem Element in AUS-Orientierung zeigt;

Fig. 6 eine Ansicht entlang einer Rotorachse, welche die Wirkungsweise eines Anzeigeelements veranschaulicht (Blick nach links in Fig. 1 und Fig. 3);

Fig. 6A eine Teilansicht, welche die Elemente der Fig. 6 in einer EIN-Position zeigt;

Fig. 7 eine bevorzugte Schaltung, die einen Hall-Effekt-Schalter aufweist;

Fig. 8 eine alternative Schaltung mit einem Hall-Effekt-Schalter und

Fig. 9 eine Prinzipanordnung für die Schaltung eines Hall-Effekt-Schalters.

In den Figuren ist eine Reihe von Halterungen 10 gezeigt, die einen regelmäßigen Abstand voneinander aufweisen und die an einer Basis 17 befestigt sind. Diese Halte rungen 10 tragen eine Befestigungswelle 16 für mehrere Scheiben, von denen jede ei nem Abstand zwischen den Halterungen 10 entspricht. Ein derartiger Abstand wird durch jeweils zwei Halterungen 10 definiert, die einen nach oben offenen Schlitz be sitzen. Der Schlitz 12 ist so ausgebildet, daß er einen unteren Schlitzbereich 11 auf weist sowie einen engen Zwischenbereich mit einander gegenüberliegenden Rund höhlungen 14 für die Aufnahme der Befestigungswelle 16 einen oberen breiten Be reich, der bei 18 konisch zuläuft, um den Eintritt der Welle in die Rundhöhlungen 14 zu ermöglichen. Auf diese Weise kann eine einzige Welle 16 für eine Reihe von Hal terungen 10 vorgesehen und - nachdem die einzelnen Scheiben montiert sind, was noch beschrieben wird - mittels eines Schnappvorgangs befestigt werden, wobei die begrenzte Steifigkeit des Kunststoffs ausgenutzt wird, aus dem solche Halterungen bestehen, und wobei die Federkraft durch den unteren Schlitzbereich 11 verbessert wird.

Die Scheiben 18A, 18B sind normalerweise rund und weisen Tragösen 20 an diame tral einander gegenüberliegenden Stellen auf, die so geöffnet sind, daß sie drehbar auf der Welle 16 gleiten. An einer der Tragösen 20 (links in Fig. 1) ist ein runder, axial dünner Magnet 22 mit einer zentralen Aperture für eine solche Gleitrotation versehen und mit der Tragöse für eine Drehung mit der Scheibe verbunden.

Der Magnet 22 ist so magnetisiert, daß er eine polare Achse entlang seines Durch messers definiert, die aus noch zu beschreibenden Gründen so ausgerichtet ist, daß sie um 45° zur Oberfläche der Scheibe geneigt ist. Die Scheibe ist mit einem An schlag 24 versehen, um die Rotation (im Gegenuhrzeigersinn, rechts gesehen in Fig. 1) der Scheibe zu begrenzen, wenn die Ebene der Scheibe 18A senkrecht zur Halte rung 10 liegt.

Die Scheibe 18A definiert bei dieser Ausrichtung eine Blickrichtung V (Fig. 1), die das Zentrum eines Kegels von bevorzugten Blickrichtungen senkrecht zur Scheiben ebene darstellt. Die Scheiben in ihrer Gesamtheit definieren bei dieser Orientierung die "Ebene des Arrays". Die Scheiben liegen nicht immer exakt parallel zur Ebene des Arrays. Wenn beispielsweise das Array so angeordnet ist, daß es den Fahrern eines Freeway die Fahrbahnzustände anzeigt, ist die Ebene des Array oft vertikal aus gerichtet. Die Scheiben definieren in ihrer EIN-Position eine Blickrichtung V, die relativ zur Horizontalen geneigt ist, damit sie deutlich für die Fahrer von einem Deckensäulenstativ sichtbar sind.

Die Scheiben 18A, 18B sind vollständig in dem USA-Patent Nr. 5 050 325 offenbart. Der Inhalt dieses Patents wird in die vorliegende Beschreibung übernommen. Die Er findung kann indessen durch jede magnettragende Scheibe, die durch einen magnet feldbildenden Kern angetrieben wird, realisiert bzw. ihre Ziele erreicht werden. Wie anderweitig erläutert, kann die Erfindung auch durch nicht-rotierende, aber bewegli che Elemente realisiert werden, die durch einen feldbildenden Kern angetrieben wer den.

Jede Scheibe 18A, 18B enthält vorzugsweise einen Rand 19 (Fig. 5), von dem aus sich Tragösen 20 integral erstrecken. Ein integraler Keil 21 erstreckt sich diametral über den Rand zwischen den Tragösen und weist eine sich längs erstreckende Nut auf, welche die Welle 16 aufzunehmen kann.

Eine geringfügig elastische Bahn 23 erstreckt sich zum Rand, der die Bahn einfaßt, führt an dem Keil 21 auf der Seite vorbei, die von der Welle 16 entfernt liegt, und wird abnehmbar fest gehalten (leicht über den Keil gebogen), und zwar mittels Zapfen 25, die sich von der inneren Peripherie des Rands 19 nach innen erstrecken. Die Bahn 23 weist bei 26 eine Öffnung auf, um den Lichtdurchtritt vom noch zu be schreibenden LED-Cluster bei der EIN-Position der Scheibe zu ermöglichen. Die Bahn ist auf der Seite 28 hell gefärbt, die der Blickrichtung in der EIN-Position der Scheibe gegenüberliegt, und sie ist dunkel gefärbt auf der gegenüberliegenden Seite 30. Die Scheibe 18A ist auch mit einem Anschlag (einem noch zu beschreibenden Zylinder 27) versehen, der die Drehbewegung im Uhrzeigersinn bei über 900, wenn man in Fig. 1 rechts die erste Position betrachtet, begrenzt.

Die Scheiben 18A, 18B sind auf derjenigen Seite 28 hell gefärbt (und können bei einigen Anwendungsfällen bei Tageslicht fluoreszieren oder rückstrahlen), die einem Betrachter gegenüberliegt und für diesen sichtbar ist, wenn er in Blickrichtung schaut, und dabei die annähernd parallel zur Ebene des Arrays liegt (vgl. 18A in Fig. 5). Dies wird hier als EIN-Position bezeichnet. Die Scheibe ist auf der gegenüberlie genden Seite 30 dunkel und mit einer nicht reflektierenden Farbe versehen. Wenn sich die Scheibe sich in ihre andere Begrenzungsposition dreht (festgelegt durch den Zylinder 27), die als OFF-Position bekannt ist (vgl. 18B in Fig. 5), wird die EIN-Sei te der Scheibe in Blickrichtung verdunkelt.

Die Träger 10 und die Basis 17 sind dunkel gefärbt und passen sich damit der gegen überliegenden Seite 30 der Scheibe an. Wenn somit die gegenüberliegende Seite 30 in Blickrichtung dargeboten wird, wie es die Scheibe 18B in Fig. 5 zeigt, vermischt sich die Scheibe 30 mit dem Träger 10 und der Basis 17 und ist für den Betrachter so gut wie nicht sichtbar. Auf der anderen Seite kontrastiert die helle Seite der Scheibe 18A zur Basis 17 und zu dem Träger 10.

Der Träger 10, der sich auf der linken Seite einer Scheibe in Fig. 1 befindet, trägt einen vertikal ausgerichteten Kern 44 (Fig. 3). Auf derjenigen Seite eines solchen Trägers 10, die der Scheibe gegenüberliegt, ist ein flacher und im wesentlichen hori zontaler Vorsprung 36 mit einer Ausnehmung 37 vorgesehen, um das obere Ende des Kerns 44 aufzunehmen. Ein flacher und im wesentlichen horizontaler Vorsprung 38 weist eine nach oben gerichtete Ausnehmung 40 auf, die so dimensioniert ist, daß sie das untere Ende des Kerns 44 aufnimmt. Der Vorsprung 38 ist so ausgebildet, daß er eine begrenzte Flexibilität aufweist, und er kann nach unten gedrückt werden, um die Einfügung des oberen Kernendes in die obere Ausnehmung zu ermöglichen. Er wird dann losgelassen, um in der Ausnehmung 40 das untere Kernende aufzunehmen.

Der Kern ist mit einer energiezuführenden Wicklung 42 versehen, die mit einer be stimmten Spannungs-Polarität gepulst werden kann, um den Kern mit einer entspre chenden magnetischen Polarität zu magnetisieren. Entsprechend den Zielen der Erfin dung ist der Kern so ausgewählt, daß er eine hohe Remanenz aufweist oder ein harter "Magnet" ist, so daß er seine magnetische Polarität zwischen den Pulsen beibehält.

Die energiezuführende Wicklung 42 endet in einem kurzen Abstand vor jedem Ker nende. Das nicht bewickelte obere Ende des Kerns 44 befindet sich in einer Ausneh mung 37. Das nicht bewickelte untere Ende des Kerns 44 erkennt man am besten in der Fig. 3. Die Leitungen 46 und 48 an den Spulenenden führen zu einer nicht darge stellten Energiequelle, welche die polarisierten Pulse auf die Spule gibt. Entspre chend einer ordnungsgemäßen Funktionsweise eines Array wird jeder Kern unabhän gig magnetisiert und folglich nimmt jede Scheibe unabhängig ihre EIN- oder AUS- Position an.

Das obere Kernende ist in hinreichender Nähe zum Magneten 22 angebracht, so daß das Feld, das durch den Kern erzeugt wird, die Orientierung des Magneten steuert, um die Scheibe in einer EIN- oder AUS-Stellung zu bringen. Der Magnet 22 darf je doch nicht zu nahe zum Kernende angeordnet sein. Befindet er sich zu nahe an die sem, egalisiert oder vernichtet er die Magnetisierung am gegenüberliegenden Ende des Kerns und bewirkt, daß die Scheibe in ihre aktuelle Position "einklinkt". Die Hal terung 10 und ihre Kernhalteelemente 36 und 38 bestehen aus nicht-magnetischem Material (hier gegossener Kunststoff), so daß die Anwesenheit dieser Elemente das magnetische Feld nicht merklich beeinflußt.

Der Magnet 22, wie er am besten in der AUS-Position gemäß Fig. 6 erkennbar ist, wird magnetisiert, um eine polare Achse zwischen Nord- und Südpolen, N_D bzw. S_D, bereitzustellen, wobei die magnetische polare Achse relativ zur Ebene der Schei be einen Winkel von 45° aufweist.

Entsprechend der Arbeitsweise der Scheibe, wenn das obere Kernende zuvor gepulst wurde, um einen Nordpol vorzusehen, zieht dies den Pol S_D des Magneten 22 an und hält die Scheibe in der ausgezogenen Aus-Positions-Linie der Fig. 6 (wobei die helle Seite der Scheibe in Blickrichtung verdunkelt wird). Wird der Kern gepulst, um einen Südpol am oberen Spulenende zu erzeugen, bewirkt der Magnet 22 hierauf, daß die Scheibe in die EIN-Position rotiert (Fig. 6A), wobei die helle Seite der Scheibe in Blickrichtung dargeboten wird. Eine weitere Umkehrung der Kernpolarität dreht die Scheibe zurück in die AUS-Position.

Bei dem gerade beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel rotieren die Scheiben in einer Zeile lose auf derselben Befestigungswelle. Die Arbeitsweise ist jedoch, soweit es die Erfindung betrifft, die gleiche, wenn jede Scheibe getrennt auf ihrer eigenen Befestigungswelle oder Spindel rotiert, wie es in der US-PS 5 055 832 beschrieben ist.

Jede Scheibe ist mit einer exzentrisch angeordneten Öffnung versehen, hier mit der Kreisöffnung 26. Zu dieser Öffnung ist in Blickrichtung ein Cluster oder Komplex von LED′s 48 ausgerichtet, damit das Licht der LED′s bei der EIN-Stellung in Blick richtung durchgelassen wird. Der LED-Komplex ist typischerweise in einem Zylin der 27 untergebracht, dessen Achse sich in Blickrichtung V erstreckt und dessen Wände sich vorzugsweise nach außen und über den LED-Komplex hinaus erstrecken. Die Erstreckung der Zylinderwand über die LED′s hinaus reduziert den Einfall von Sonnenlicht auf die LED′s. Derartige LED′s besitzen typischerweise Fokussierlinsen, und derartige Linsen können das Sonnenlicht auf den LED′s bündeln und diese zer stören.

Der Zylinder 27 und das LED-Cluster 48 sind an der Basis 17 befestigt und so ange ordnet, daß sie durch die Scheibenöffnung 26 zu sehen sind, wenn sich die Scheibe in ihrer EIN-Stellung befindet.

Jede Stütze 10 ist mit einer rechteckigen Öffnung 146 versehen, welche dem nicht bewickelten unteren Ende 44 des Kerns gegenüberliegt. In dieser Öffnung (vgl. Fig. 2 und 3) ist ein Hall-Schalter 122 mit einem nachfolgend beschriebenen Sensor 136 an geordnet.

An dieser Stelle soll die LED-Stromversorgungs- und Regelschaltung beschrieben werden. Ein Array enthält typischerweise Anzeigeelemente, die im allgemeinen in 7×5-Blöcke von 7 Zeilen und 5 Spalten angeordnet sind. In einem derartigen Block kann ein Buchstabe oder eine Zahl oder ein anderes Symbol üblicherweise durch die selektive Darstellung von EIN- und AUS-Scheiben gebildet werden, und es können so viele Blöcke wie gewünscht vorgesehen werden. Die Erfindung ist deshalb in gleicher Weise bei einer Multi-Element-Anzeige anwendbar, die auf andere Weise angeordnet ist.

In der Fig. 7 ist ein Abwärtstransformator 100 gezeigt, der eine 100-Volt-Spannung auf eine geeignete Spannung von 36 Volt rms heruntertransformiert. Das Ausgangs signal des Transformators (Kurve A) wird einer Gleichrichterbrücke 102 zugeführt, deren zyklisch positives Ausgangssignal (Kurve B) auf die Leitung 104 gegeben wird, wobei dieses Signal auf die Erdverbindung 106 bezogen ist. Die Leitung 104 ist mit dem Eingang einer Phasenregeleinrichtung bzw. einem Dimmerschalter 108 ver bunden. Eine solche Regeleinrichtung 108 ist vorzugsweise ein Siliziumthyristor, der von einer Phasenregelung gesteuert wird, die eine an sich bekannte Vorrichtung zum Verschieben der Phase des Schaltpunktes jedes positiven Zyklus der Kurve B ist. Das Ausgangssignal des Siliziumthyristors wird Null, wenn das Signal B an seinem Ein gang Null wird. Die 60-Hz-Regelung, der Phasenschieber und die steuerbare Diode sind dem Fachmann bekannt. Anstelle eines Siliziumthyristors (SCR) kann auch ein Triac verwendet werden. Das Ausgangssignal des Thyristors hat die Form der Kurve C auf der Leitung 129, die im Prinzip identisch zur Kurve B ist, jedoch mit der Aus nahme, daß der Start um einen regelbaren Phasenwinkel Θ entsprechend dem Setzen des Dimmers verzögert ist. Der Ausgang des Thyristors 108 ist mit den in Reihe ge schalteten LED′s 48, die jeder Scheibe des Array zugeordnet sind, über einen Wider stand R3 verbunden und schließlich mit dem Kollektor eines NPN-Transistor-Schal ters 114, dessen Funktionsweise nachfolgend beschrieben wird. Der Dimmer wird mittels nicht dargestellter Mittel bedarfsgemäß so eingestellt, daß er die Helligkeit der LED′s über den Phasenwinkel jeder durchlaufenden Halbwelle steuert.

Der Emitter eines jeden Transistor-Schalters 114 ist über eine Verbindung 116 mit Erde verbunden (Verlängerung der Leitung 106). Hieraus erkennt man, daß für jedes Element im Array das LED-Cluster beleuchtet wird, wenn der Transistorschalter 114 geschlossen wird, und die Helligkeit wird durch das Setzen des Dimmer-Schalters 108 bestimmt.

Wie aufgrund der nachfolgenden Beschreibung deutlich wird, wird der Zustand eines jeden Transistorschalters 114 individuell durch eine noch zu beschreibende Schaltung gesteuert.

Zwischen den Leitungen 104 und 106 ist ein Regler mit drei Anschlüssen angeordnet, der als Amplitudenbegrenzer bzw. Spannungsbegrenzer 118 wirkt. Hierdurch soll er reicht werden, daß der Begrenzer an seinem Eingang die Spannung zwischen den Leitungen 104 und 106 empfängt und zwischen den Leitungen 120 und 116 eine Spannung bereitstellt, die (bei dieser Ausführungsform 24 V) für den Hall-Effekt- Schalter 122 geeignet ist.

Der Ausgang des Amplitudenbegrenzers 118 ist über die Leitung 120 mit dem Ver sorgungseingang 123 des Hall-Schalters 122 verbunden, um einen Regelstrom für diesen bereitzustellen. Der Hall-Schalter 122 enthält eine Hall-Einrichtung, die so an geordnet ist, wie es die Fig. 9 zeigt, und die den Ausgangsanschluß 124 mit Erde ver bindet, wenn das Hall-Element - richtig angeordnet und ausgerichtet - ein Feld einer Polarität erkennt, und die den Ausgangsanschluß 124 von Erde trennt, wenn das Feld eine andere Polarität aufweist.

Jede Leitung 120 ist über einen Kondensator 126 mit Erde verbunden, um zu verhin dern, daß die Versorgungsspannung an jedem Anschluß 123 tief genug abfällt (zwi schen Spannungsspitzen), um die Hall-Vorrichtung abzuschalten. Falls die Hall-Vor richtung zwischen den Spitzenwerten abgeschaltet wird, können die Thyristoren glimmen (wenn es an sich erwünscht ist, daß sie ausgeschaltet sind), was ausreicht, des nachts eine Ablenkung oder Verwirrung zu stiften.

Ein Gleichrichter 128, der in der Leitung 120 liegt und zwischen den Kondensator 126 und den Ausgang des Amplitudenbegrenzers 118 geschaltet ist, verhindert, daß die positive Spannung am Kondensator 126 am Ausgang des Amplitudenbegrenzers 118 erscheint.

Die Leitung 120 ist über einen Widerstand R2 mit derjenigen Leitung verbunden, die den Ausgangsanschluß 124 des Hall-Schalters 122 und die Basis des Transistors 114 miteinander verbindet. Sie gibt einen Basisstrom nach 114, wenn der Hall-Schalter 122 ausgeschaltet ist.

Die Fig. 9 zeigt ein Funktionsschema eines typischen Hall-Schalters 122. Wie darge stellt, wird die positive Spannung, die vom Anschluß 123 über den Gleichrichter 132 dem Regler 134 zugeführt wird, von diesem Regler 134 geregelt und als Hall-Strom über das Hall-Element 136 der Erde zugeführt, wobei das Hall-Element 136 auf die magnetische Flußkomponente in einer Richtung senkrecht zum Zeichenblatt der Fig. 9 und auch der Fig. 6 anspricht. (Der Gleichrichter 132 verhindert, daß ein Signal von unerwünschter Polarität auf den Regler 134 gelangt.) Die resultierende Ausgangs spannung wird auf einen Verstärker 138 und dann auf einen Schmitt-Trigger 140 ge geben, dessen Ausgang seinerseits mit der Basis des Transistors 142 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 142 stellt den Ausgang 124 dar, und der Emitter des Transistors 124 wird so geschaltet, daß er den Ausgangsanschluß der Leitung 116 in Fig. 7 an Erde legt.

Die Polarität der Hall-Spannung wird durch die Polarität des Magnetfelds über dem Sensor 136 bestimmt, so daß bei der einen Polarität der Transistor 142 leitet und die Verbindung von R2 zu Erde schließt, während bei der anderen Polarität der Transistor 142 ausgeschaltet und damit R2 ohne definiertes Potential ist. Der Schmitt-Trigger 140 stellt ein digitales Ausgangssignal bereit, das den Transistor 142 bei einem bestimmten Spannungseingangspegel einschaltet und den Transistor 142 bei einem niedrigeren Spannungspegel ausschaltet (so daß das Schwingen des Aus gangs vermieden wird).

Der Hall-Schalter 122 ist dort angeordnet, wo sein Element 136 die Polarität des magnetischen Flusses vom nicht umwickelten unteren Ende des Kerns 44 sensiert. Zu diesem Zweck ist die Halterung 12 mit einer rechteckigen Aussparung 146 in ihrer Basis versehen, die das Hall-Element aufnimmt, wobei dessen Sensor 136 dem Ker nende 44 gegenüberliegt. Der Hall-Schalter 122 ist mit drei Leitungen verbunden (mit den Leitungen 123, 124 und dem Erdanschluß), die sich durch die Basis der Hal terung und die Basis 17 zwecks Verbindung mit der in der Fig. 7 gezeigten Schaltung erstrecken.

Der Hall-Sensor 136 muß so ausgerichtet sein, daß dann, wenn sich eine Scheibe in EIN-Position (vgl. 18A, Fig. 5) befindet, das Feld vom Kern 44 derart ist, daß der Transistor 142 ausgeschaltet und der Transistor 114 eingeschaltet ist, so daß die zu geordneten LED′s 48 eingeschaltet sind und für den Betrachter die Darbietung in Richtung V der hellen Scheibenseite 28 verstärken. Andererseits wird bei einer Scheibe in AUS-Position (vgl. 18B, Fig. 5) der feldempfindliche Sensor 136 umge kehrt, so daß der Transistor 142 eingeschaltet und der Transistor 114 ausgeschaltet ist. Ein Betrachter, der in Blickrichtung auf die Scheibe schaut, sieht deshalb die Scheibe 18B nicht, deren helle Seite verdunkelt ist, so daß sich die dunkle Seite 30 mit der ähnlich dunkel gefärbten Stütze 10 und der Basis 17 vermischt, und die zuge ordneten LED′s sind ausgeschaltet.

Wenn es beispielsweise gewünscht wird, die Scheibe 18A auf AUS zu stellen, wird die zugehörige Wicklung 42 gepulst, um die Kernpolarität umzukehren, und es wird die Scheibe 18A in die Position der ausgezogenen Linie in Fig. 5 gebracht. Die Um kehrung der Kernpolarität veranlaßt den Hall-Sensor 136, den Transistor 142 einzu schalten und den Transistor 114 auszuschalten, wodurch die zugeordneten LED′s ge löscht werden.

Wenn die Ausgangs-Spitzenspannung des Transformators 100 nur geringfügig ober halb derjenigen ist, die der Hall-Schalter 122 toleriert, kann die Schaltungsanordnung der Fig. 7 durch diejenige der Fig. 8 ersetzt werden. Der Transformator 100, die Gleichrichterbrücke 102 und die Phasenregelung 108 arbeiten wie in der Fig. 7 und erzeugen ähnliche Signale A, B, C, obgleich diese kleinere Amplituden aufweisen. Das Ausgangssignal der Phasenregelung 108 wird dem Amplitudenbegrenzer 118 zu geführt, der die Spitzen der Kurve C auf einen Pegel herabsetzt, der für jeden Hall- Schalter 122 geeignet ist. (Falls die Spitzen bereits unterhalb der akzeptablen Gren zen des Hall-Schalters sind, wird der Spannungsbegrenzer nicht benötigt.) Das Aus gangssignal der Spannungsbegrenzung 118 (oder der Phasenregelung, falls der Span nungsbegrenzer fehlt) wird über einen Widerstand R1 auf die in Reihe geschalteten LED′s 48 gegeben sowie auf den Steueranschluß 123 des Hall-Schalters 122. Die an dere Seite der LED′s ist mit dem Ausgangsanschluß 124 des Hall-Schalters 122 ver bunden.

Während des Betriebs ist eine Polarität des zugeordneten Kernendes 44 derart, daß der Transistor 142 eingeschaltet wird und die LED′s leuchten, während dann, wenn die Polarität so ist, daß der Transistor ausgeschaltet wird, auch die LED′s ausgeschal tet werden.

Da der Zustand des Transistors 142 ein umgekehrtes Verhältnis zum Zustand der LED′s in den Fig. 7 und 8 hat, muß man darauf achten, daß die Orientierung des Hall-Elements in jedem Fall so gewählt wird, daß die LED′s eingeschaltet sind, wenn die helle Seite der zugehörigen Scheibe in Blickrichtung dargeboten wird, und daß sie ausgeschaltet sind, wenn die dunkle Seite dargeboten wird.

Betrachtet man die Schaltungsanordnung der Fig. 8 oder 9, so erkennt man, daß das Ausgangssignal des Dimmers 118 auf die eine Seite aller LED-Cluster eines Arrays gegeben wird. Die andere Seite jedes LED-Clusters ist jedoch individuell mit Erde verbunden, und zwar mittels des Hall-Schalters entsprechend der Kernpolarität der entsprechenden Scheibe. Somit wird jedes LED-Cluster individuell derart geregelt, daß es ein- oder ausgeschaltet ist, wenn die helle Seite der Scheibe dargeboten bzw. in Blickrichtung verdunkelt wird.

Es versteht sich, daß der Hall-Schalter, wie angeordnet und beschrieben, nicht nur für die LED-Schaltung, sondern auch für andere Arten von Schaltungen verwendet wer den kann. Solche Schaltungen sind zwar nicht beschränkt, würden aber das Betreiben eines Neben-Displays oder einer Schaltung beinhalten, die zum Bericht des Zustands der zugeordneten Anzeigescheibe an einen Monitor dient.

Obgleich die Scheibe in der EIN-Position eine Öffnung für den Durchlaß von Licht strahlen aufweist, kann eine Nische oder ein anderer zurückgezogener Teil für den selben Zweck verwendet werden.

Claims

1. Anzeigevorrichtung, die eine Blickrichtung definiert und die enthält:

1.1 ein bewegliches Element (18A, 18B), das so ausgebildet ist, daß es sich relativ zu einem Stator (10) zwischen einer ersten Position, in der eine helle Seite in Blickrich tung (V) gezeigt wird, und einer zweiten Position, in welcher die helle Seite in Blick richtung (V) abgedunkelt ist, bewegt;
1.1.1 wobei das bewegliche Element (18A, 18B) einen mit ihm verbundenen Magne ten (22) mitbewegt und
1.1.2 wobei der Stator (10) so ausgelegt ist, daß er das bewegliche Element (18A, 18B) bewegbar trägt, so daß dieses zwischen der ersten und der zweiten Position be wegt werden kann;
1.2 einen Kern (44) mit großer elektromagnetischer Resonanz, der mit dem Stator (10) verbunden und durch eine zugeordnete Wicklung (42) schaltbar ist, wobei dieser Kern (44) bei einer Polarität ein Feld bereitstellt, das den Magneten (22) beeinflußt, um das Element (18A, 18B) in eine erste Position zu bringen, und der bei der anderen Polarität ein Feld bereitstellt, das den Magneten (22) so beeinflußt, daß das Element (18A, 18B) in die zweite Position gelangt;
1.3 eine Schaltung mit einem Schalter, der einen offenen und einen geschlossenen Zustand annehmen kann;
1.4 eine Hall-Effekt-Vorrichtung (122) mit einem Sensor (136), der in dem erwähn ten Feld angeordnet und so ausgelegt ist, daß er den Schalter in der einen bzw. der anderen Polarität schließt bzw. öffnet.

2. Anzeigevorrichtung, die eine Blickrichtung definiert und die enthält:

2.1 ein Element (44, 42), welches ein Magnetfeld bildet und das so ausgelegt ist, daß es Felder von der einen oder anderen Polarität bereitstellt;
2.2 ein bewegliches Element, das auf die eine oder andere Polarität anspricht, um je weils eine erste oder zweite Position einzunehmen;
2.3 einen Hall-Schalter (122), der einen Sensor (136) aufweist, welcher in dem Magnetfeld liegt und so ausgelegt ist, daß er eine Spannung erzeugt, deren Polarität durch die Polarität des Feldes bestimmt wird.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:

3.1 eine Einrichtung, die von einer Wechselstromversorgung (100) ein zyklisches

Signal (B) einer Polarität ableitet;

3.2 eine Phasenregeleinrichtung (108), welche das abgeleitete Signal (B) empfängt und hiervon eine regelbare Position von aufeinanderfolgenden Zyklen (C) des abge leiteten Signals (B) bereitstellt;
3.2.1 wobei das Ausgangssignal dieser Phasenregeleinrichtung (108) das Licht ein schaltet, wenn der Schalter geschlossen ist.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:

4.1 eine Einrichtung (102), die von einer Wechselstromversorgung (100) ein zykli sches Signal (B) einer Polarität ableitet;
4.2 eine Phasenregeleinrichtung (108), die das abgeleitete Signal (B) empfängt und hiervon eine regelbare Position von aufeinanderfolgenden Zyklen des abgeleiteten Signals (B) bereitstellt;
4.2.1 wobei das Ausgangssignal dieser Phasenregelung (108) das Licht einschaltet, wenn der Schalter geschlossen ist.

5. Schaltungsanordnung, gekennzeichnet durch

5.1 eine Spannungsversorgung (100, 102) für die Bereitstellung zyklischer Signale einer Polarität;
5.2 eine Phasenregeleinrichtung (108) mit Eingangs- und Ausgangsanschlüssen, die so geschaltet sind, daß Signale einer Polarität mit einstellbarem Phasenwinkel durch gehen.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

6.1 eine Spannungsversorgung (100, 102) in der Schaltung für die Bereitstellung zyklischer Signale (B) einer Polarität;
6.2 eine Phasenregeleinrichtung (108) mit einem Eingang, der so geschaltet ist, daß er die zyklischen Signale (B) empfängt, und mit einem Ausgang, der so geschaltet ist, daß er Signale einer Polarität mit einstellbarem Phasenwinkel durchläßt;
6.3 einen Spannungsbegrenzer (118), dessen Eingang so geschaltet ist, daß er das Ausgangssignal der Phasenregeleinrichtung (108) empfängt, und dessen Ausgang nur den Teil des Signals bereitstellt, der unterhalb einer bestimmten Spannung liegt.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch

7.1 eine Spannungsversorgung (100, 102) für die Bereitstellung zyklischer Signale (B) einer Polarität;
7.2 eine Phasenregelschaltung (108) mit einem Eingang, der so geschaltet ist, daß er die zyklischen Signale (B) empfängt, und mit einem Ausgang, der so geschaltet ist, daß er einen einstellbaren Phasenwinkel der Signale der einen Polarität durchläßt.

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch

8.1 eine Spannungsversorgung (100, 102) für die Bereitstellung zyklischer Signale einer Polarität;
8.2 einer Phasenregelschaltung (108) mit einem Eingang, der so geschaltet ist, daß er die zyklischen Signale (B) empfängt, und einem Ausgang, der so geschaltet ist, daß er einen einstellbaren Phasenwinkel der Signale (C) einer Polarität durchläßt;
8.3 eine Vorrichtung (118), welche mit der Phasenregelschaltung verbunden ist, um die Proportion jedes zyklischen Signals zu regeln, das durch die Diode läuft.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegli che Element ein Rotor (18A, 18B) ist, der drehbar an einem Stator (10) befestigt ist und eine helle Seite für die Anzeige in Blickrichtung (V) in EIN-Stellung definiert und der in eine AUS-Position drehbar ist, wobei die helle Seite in der AUS-Position verdunkelt wird.

10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das beweg liche Element ein Rotor (18A, 18B) ist, der drehbar an einem Stator (10) befestigt ist und der eine helle Wiedergabeseite für die Anzeige in Blickrichtung (V)bei der EIN- Position definiert und der in eine AUS-Position drehbar ist, in der die helle Seite ver dunkelt wird.

11. Anzeigevorrichtung mit einem Element (18A, 18B), das elektromagnetisch durch einen ein Magnetfeld bildenden Kern (44) geregelt wird;

11.1 wobei dieses Element (18A, 18B) bei der einen oder anderen Polarität des Kerns (44) so dargeboten ist, daß eine helle Oberfläche in der Blickrichtung (V) von Be trachtern entweder gezeigt oder verhüllt wird;
11.2 mit einem Hall-Schalter (122), der so angeordnet ist, daß er bei einer Polarität des Feldes geschlossen ist und daß er bei der anderen Polarität des Feldes geöffnet ist.

12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem Hall-Schalter (122) EIN- und AUS-geschaltete Lichtquelle vorgesehen ist, und zwar in Abhängigkeit von dem einen oder anderen Zustand des Hall-Schalters (122), wobei dann, wenn das Licht der Lichtquelle in Blickrichtung (V) sichtbar ist, der Hall-Schalter (122) so angeordnet ist, daß das Licht an- bzw. ausgeschaltet ist, wenn die helle Oberfläche in Blickrichtung dargeboten oder verdeckt ist.

13. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch

13.1 eine Einrichtung (102), welche ein zyklisches Signal (B) einer Polarität von einem Wechselstrom ableitet;
13.2 eine Phasenregeleinrichtung (108), die das abgeleitete Signal (B) empfängt und hiervon einen steuerbaren Teil der aufeinanderfolgenden Zyklen (C) des abgeleiteten Signals (B) bereitstellt;
13.2.1 wobei der Ausgang dieser Phasenregelschaltung (108) derart geschaltet ist, daß das Licht aktiviert wird, wenn der Schalter geschlossen ist.

14. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch
14.1 eine Einrichtung (102), die ein zyklisches Signal (B) einer Polarität von einer Wechselstromversorgung (100) ableitet;
14.2 eine Phasenregeleinrichtung (108), die das abgeleitete Signal (B) empfängt und hiervon einen steuerbaren Bereich von aufeinanderfolgenden Zyklen (C) des abgelei teten Signals (B) bereitstellt;
14.2.1 wobei der Ausgang der Phasenregeleinrichtung (108) so geschaltet ist, daß das Licht aktiviert wird, wenn der Schalter geschlossen ist.

15. Array von Anzeigevorrichtungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang der Phasenregeleinrichtung (108) so geschaltet ist, daß das Licht bei mehreren dieser Vorrichtungen aktiviert wird und daß jeder Hall-Schalter durch die Polarität individueller Einrichtungen bezüglich dieser Polarität gesteuert wird.

16. Array von Anzeigevorrichtungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Phasenregeleinrichtung (108) so geschaltet ist, daß das Licht bei mehreren dieser Vorrichtungen aktiviert wird und daß jeder Hall-Schalter durch die Polarität individueller Vorrichtungen in dieser Polarität gesteuert wird.

17. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Aus gang der Phasenregeleinrichtung (108) so geschaltet ist, daß das Licht bei mehreren dieser Vorrichtungen aktiviert wird und daß jeder Hall-Schalter durch die Polarität individueller Vorrichtungen in dieser Polarität gesteuert wird.

18. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Aus gang der Phasenregeleinrichtung (108) so geschaltet ist, daß das Licht bei mehreren dieser Vorrichtungen aktiviert wird und daß jeder Hall-Schalter durch die Polarität individueller Vorrichtungen in dieser Polarität gesteuert wird.

19. Anzeigevorrichtung mit einem beweglichen Element, das von einer ersten Posi tion in eine zweite Position gedreht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (18A, 18B) auf einer Achse (16) angeordnet ist, die einen Dauermagneten (22) aufweist, und daß gegenüber diesem Dauermagneten (22) der Pol eines Elektro magneten (44, 42) angeordnet ist, dessen Polarität veränderbar ist.

20. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Nord pol-Südpol-Achse (N_D - S_D) des Dauermagneten (22) sowohl in der ersten als auch in der zweiten Position des beweglichen Elements (18A, 18B) einen Winkel von etwa 45 Grad zum Feld des Elektromagneten einschließt.

21. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das be wegliche Element eine Scheibe (18A, 18B) mit einer Öffnung (27) ist, wobei durch die Öffnung (27) bei einer bestimmten Position der Scheibe eine Lichtquelle (26, 48) sichtbar ist.