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Anzeigevorrichtung, insbesondere bei einer Uhr Die Erfindung betrifft
eine Anzeigevorrichtung, insbesondere bei einer Uhr, wobei die Zeitanzeige mittels
einer Flüssigkeit-Kristall-Aneigevorrichtung erfolgt, die aus einer zwischen zwei
durchsichtigen Elektrodenplatten angeordneten Kristallflüssigkeit besteht, die an
den Stellen in kristalline Form umgewandelt wird, wo ein elektrisches Potential
zwischen den elektrisch leitenden Schichten der Elektrodenplatten vorhanden ist.
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Die Anzeige bei elektronischen Uhren ohne mechanisch sich drehende
Teile erfolgt stets auf digitale Weise.
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Hierbei ist es bekannt, als Anzeigevorrichtungen sogenannte Flüssig-Kristall-Sandwiches
zu verwenden. Die Angabe
der Stunden, Minuten und gegebenenfalls
Sekunden erfolgt über Zahlen, wobei die Zahnlensymbole meist aus sieben Strichen
kombiniert sind, die in Form einer 8 angeordnet sind. Diese Zahlen sind schwer erfaß-
und ablesbar. Grundsätzlich ist es wesentlich schwieriger, Digitalwerte abzulesen
und zu erfassen, bei Meßwerten, deren Analoganzeige in genormten Skalen üblich ist.
Bei der Anzeige von Geschwindigkeiten ist die Stellung eines Zeiger über eine Skala
wesentlich rascher erfaßbar als eine entsprechende Digitalanzeige. Das Erfassen
eines analogen Anzeigewerts erfolgt direkt und ohne den gedanklichen Umweg der sinnlichen
Registrierung einer digitalen Zahl und deren Transponierung in einen Meßwert.
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Es hat sich erwiesen, daß bei den analog arbeitenden Anzeigevorrichtungen
wiederum diejenigen am günstigsten sind, die mit Zeigern und einer kreisförmigen
Skala arbeiten. Die Anzeige von Meßwerten bei linienförmig arbeitenden analogen
Anzeigevorrichtungen ist demgegenüber wesentlich komplizierter. Dies zeigt sich
beispielsweise bei einem Vergleich von Bandtachometern mit Zeigertachometern. Um
bei Bandtachometern gewisse Geschwindigkeitsbereiche gleich erfaßbar zu machen,
ist es erforderlich, die verschiedenen Bereiche auf dem Anzeigeband unterschiedlich
zu färben. Die raschere Erfaßbarkeit von Meßwerten mittels analog mit Zeigern arbeitenden
Anzeigeinstrumenten ergibt sich beispielsweise durch die ausschließliche Verwendung
von Zeigerinstrumenten bei Flugzeugen. Im Gegensatz zur Digitalanzeige erfolgt also
die Erfassung eines Meßwertes bei Anzeige durch einen Zeigerschneller, unmittelbar
direkter
und mit geringerer gedanklicher Arbeit.
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Bei den modernen elektronischen Uhren besteht das Bestreben, grundsätzlich
auf alle mechanischen Teile zu verzichten. Eine mit äußerst geringem Energiebedarf
betreibbare Anzeigevorrichtung ist hierbei eine Flüssig-Kristall-Anzeige. Bei den
Flüssig-Kristall-Anzeigevorrichtungen ist eine Flüssigkeit zwischen zwei Elektrodenplatten
angeordnet, wobei die durchsichtigen Elektrodenleitenden leitenden leitenden Belägen
versehen sind.
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Ist zwischen einem Belag der einen Elektrodenplatte und dem Belag
der anderen Elektrodenplatte ein elektrischer Potential vorhanden, wird die dazwischen
liegende Flüssigkeit veranlaßt, Kristallform anzunehmen. Die vorher transparente
Flüssigkeit reflektiert in ihrer kristallinen Form das einfallende Licht. Es ist
hierbei möglich zu erreichen, daß die Bereiche, die in Kristallform überführt wurden,
selbst zum Leuchten gebracht werden können. Bei derartigen Flüssig-ristall-Anzeigevorrichtungen
bietet sich die Anzeige von Meßwerten in digitaler Form an. Wie jedoch schon eingangs
erwähnt, ist es wesentlich günstiger, Meßwerte mit Zeigern über einer Skala in Kreisform
anzuzeigen. Es besteht daher die Aufgabe, eine Flüssig-Kristall-Anzeigevorrichtung
so zu gestalten, daß sie einer Anzeige von Analogwerten entsprechend einem Zeigerinstrument
genügt.
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Zur Losung dieser Aufgabe wird bei einer Anzeigevorrichtung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei mindestens einer Elektrodenplatte
die elektrisch leitenden Schichten die Form von radial von einem Zentrum nach außen
zeigenden Balken aufweisen,
die aufeinanderfolgend an ein zur Schicht
der anderen Elektrodenplatte entgegengesetztes Potential geschaltet werden.
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Vorzugsweise sind mindestens zwölf in gleichen winkelmäßigen Abständen
angeordnete, zur Anzeige der Stunden dienende Balken vorgesehen. Vorzugsweise sind
höchstens sechzig Balken vorgesehen, die in g]eichen winkelmäßigen Abständen angeordnet
sind und zur Anzeige der Minuten dienen, Die einzelnen leitenden Schichten in Balkenform
von gleichartigen Balken (Stundenbalken bzw. Minutenbalken) haben untereinander
keine Verbindung. Die einzelnen Balken werden nacheinander von der Anzeigeelektronik
an ein bestimmtes Potential gelegt, so daß sich eine schrittweise diskontinuierliche
Meßanzeige ergibt, die jedoch analog wie bei einem Zeigerinstrument ablesbar ist.
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Die Zeichnung zeigt~verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.
Es zeigen die Figur 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines Zifferblatt es.
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Figur 2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungs form einer Zeigerbalkenanordnung.
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Figur 3 eine weitere Ausführungsform einer Zeigern balkenanordnung
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Figur 4 eine dritte und die Figur 5 eine vierte alternative Lösungsmöglichkeit.
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Figur 6 einen Teilschnitt durch das Zentrum einer Anzeigevorrichtung.
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Die Figur 1 zeigt, daß auf einer Glaspaltte des Flüssig-ristall-Sandwiches
2,3 leitende Auflagen 1 in Form von Strichen, Balken bzw. Zeigern aufgebracht sind.
Die einzelnen Balken sind voneinander elektrisch isoliert, d.h. sie berühren sich
nicht. Die Anschlüsse für die Balken 1 befinden sich unter einer Abdeckung 22 in
der Mitte der Glasplatte und sind damit unsichtbar.
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Die Balken 1 dienen zur Anzeige der Minuten und Stunden, während ringförmig
angeordnete Punkte 7 zur Anzeige der Sekunden dienen. Sind die elektrisch leitenden
Schichten1 des Flüssig-Kristall-Sandwiches 2,3 an kein Potential angeschlossen,
sind weder die Balken 1 noch die Punkte 7 sichtbar. Erst bei Anlegen einer Spannung
werden die Teile des Flüssig-Kristalls sichtbar, zwischen denen die Spannung liegt.
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Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 dienen die langen Balken zur
Anzeige der Minuten, während die kurzen Balken (an den Stellen 12, 1, 2 und 3) zur
Stundenanzeige dienen. Nach Fig. 1 sind insgesamt 60-Minutenbalken vorgesehen, die
abwechselnd, d.h. in Minutensprüngen an ein Potential gelegt werden. Die Schaltelektronik
ist so ausgelegt, daß nach einer Anzeige von 60 Minuten der nächste Stundenbalken
an ein Potential
gelegt wird. Dies bedeutet also, daß bei dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 1 die Stundenanzeige stundenweise weitergeschaltet wird. Die zusätzliche
Anzeige der Sekunden erfolgt über die Punkte 7, wobei für das Zifferblatt nach Fig.
1 wiederum 60 Punkte vorgesehen sind, die in Schritten von einer Sekunde weitergeschaltet
werden.
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Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist ein Balken 5 v orgesehen,
in clessen-Verlängerung sich ein Balkenteil 6 befindet. Der Anschluß des Balkenteils
6 erfolgt über die relativ dünne Zuleitung 8. Soll an der gezeigten Stelle eine
Minutenanzeige erfolgen, werden der Balken 5 und das Balkenteil 6 über die Zuleitung
8 an ein Potential angeschlossen. Hierdurch wird das Flüssigkeitskristall im Bereich
der Balkenteile 5, 6 in Kristallform überführt. Die Zuleitung für den Balken 5 und
das Balkenteil 6 erfolgt über das Zentrum der Uhrzifferblatts.
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Soll an der gezeigten Stelle lediglich ein Stunde angezeigt werden,
bleiben die Teile 6, 8 spannungslos, während nur an den Balken 5 eine Spannung angeschlossen
wird.
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Zur Anzeige der Sekunden dient der punktförmige Balkenteil 7, dessen
Anschluß 9 an den Rand 4 des Flüssigkeits-Sandwiches 2,3 geführt ist.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist ein langer Balken 10 vorgesehen,
zu dem parallel kürzere Balkenteile 11', 11" verlaufen. Ist an dieser Stelle eine
Minutenanzeige
vorzunehmen, liegt lediglich der Balken 19 an Spannung.
Bei einer Stundenanzeige dagegen bleibt der Balke;nteil 10 spannungslos, während
nunmehr die Spannung an den Balkenteilen 11', 11 ' liegt.
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Um den Eindruck eines wandernden Stundenzeigers zu bekommen, kann
die Lösung nach Figur 4 gewählt werden.
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Wie in vorbeschriebener Weise springt die Minutenanzeige in Minutenabständen
von Balken 10' zu Balken 10 " usw.
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Soll die Stundenanzeige 3 angezeigt werden, werden die kurzen Balken
12, 13 an Spannung gelegt. Zum Zeitpunkt 3 Uhr und 12 Minuten wird der Balken 12
spannungslos und der Balken 14 an Spannung gelegt, so daß nunmehr die Stundenanzeige
von- den Balken 13, 14 vorgenommen wird. Zum Zeitpunkt 3 Uhr 24 Minuten wird der
Balken 13 spannungslos, während der Balken i an Spannung liegen bleibt und der nächste
nicht mehr dargestellt kurze Balken an Spannung gelegt wird. Auf diese Weise wandert
während einer Stunde die Stundenanzeige über einen Sektor von 30 Winkeigraden.
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Bei der Lösung nach Figur 5 dient ein kurzer Balken 15 zur Anzeige
der Stunden und ein langer Balken 16 zur Anzeige der Minuten. Die Anordnung kann
hierbei so gewählt werden, daß über einen Winkelbereich von 3600 60 kurze Balken
15 und 60 lange Balken 16 vorhanden sind.
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Um die Reflektionswirkung zu erhöhen, die von den in Kristallforrn
überführte Bereichen des Flüssig-Kristalls ausgeht, kann das flüssige Kristall-Sandwich
19 konisch ausgebildet sein. Es ist zudem möglich, unter
der undurchsichtigen
zentrischen Abdeckplatte 22 eine Lichtquelle anzuordnen. Im Falle von Uhren, die
von einer Stromquelle geringer Kapazität hetrieben werden, kann die Lichtque0le
23 aus Leuchtfarbe bestehen, deren Aktivator ein schwacher Beta-Stralller ist. Im
gezeigten Beispiel nach Fig. 6 stellß der Teil 17 eine Schutzabdeckung dar. Da das
Flüssig-Kristall-Sandwicll 19 durchsichtig ist, tndkeine Spannung an den elektrisch
leitenden Teilen anliegt, wäre normalerweise die Anordnung des Zifferblatts unsichtbar.
I;m diesem Mangel abzuhelfen, kann das Flüssig-Kristall-Sandwich 19 mit einer Zifferblattscheibe
kombiniert sein. Wird die Zifferblattscheibe vor dem Sandwich 19 angeordnet, muß
die Zifferblattscheibe Ausschnitte aufweisen, die den balkenförmigen Belägen des
Sandwiches etwa entsprechen. Im gezeigten Beispiel nach Figur 6 ist die Zifferblattschei
be 21 hinter dem Sandwich 19 angeordnet. In diesem Fall sollte die Zifferblattscheibe
21 mindestens an den Stellen mit einer nicht reflektierenden Schicht versehen sein,
an denen sich die Balken befinden. Gleiches gilt natürlich auch für die' Stellen,
an denen sich die Sekundenpunkte 7 hefinden. Weiterhin kann eine Zifferblattblende
20 vorgesehen sein, die den äußeren Hand 4 des Sandwiches 19 übergreift. Diese ringförmige
Zifferblattblende dient gleichzeitig der Abdeckung der Anschlüsse 9 für die Sekundenpun
te 7.
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In Fig. 6 ist das Uhrgehäuse mit 18 bezeichnet. Der Raum 24 hinter
der Zifferblatt scheibe 21 dient zur Aufnahme der Schaltelektronik fiir das Sandwich
19. Ansprüche