DE2360171A1 - Anordnung zum darstellen von informationen bei fernsprechapparaten - Google Patents

Description

PATENTANWALT
DR. I. MAAS
8 NuKCHEN 4O

SCKLCI3Sh!£(ME2 STR. 299
TEL. 3592201/205

AMERICAlT CYANAMID COMPANY Wayne, New Jersey, 7«St.A.

Anordnung zum Darstellen von Informationen bei Fernsprechapparaten

Die Erfindung bezieht sich auf ,eine Anordnung zum Übertragen und Darstellen von Informationen mit Hilfe von Fernsprechapparaten und betrifft insbesondere ein Darstellungsfeld und eine an einen Fernsprechapparat angeschlossene logische Schaltung, die es ermöglichen, alphanumerische Informationen an einem als Empfänger dienenden Fernsprechapparat darzustellen.

Es sind bereits Anordnungen bekannt, die es ermöglichen, Informationen über Fernsprechleitungen zu übermitteln. Hierbei handelt es sich in erster Linie um gesonderte, ziemlich komplizierte Vorrichtungen, z.B. Bildwiedergabevorrichtungen, nach Art von Fernsehgeräten ausgebildete Yorrichtungen, Drucker, Magnetband- oder Drahtaufzeichnungsgeräte und

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dergl., bei denen hauptsächlich von Fernsprechleitungen oder anderen Einrichtungen zum Übertragen von Impulssignalen, lonsignalen: oder anderen Arten von Signalen gebrauch gemacht wird, und bei denen an dem Fernsprechapparat keine Änderung vorgenommen v/ird. Außerdem benötigt man zum Betrieb solcher Anordnungen gesonderte elektrische und mechanische Quellen für die Antriebsenergie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung zu schaffen, die sich an einem Fernsprechapparat anbringen läßt und dazu dient, mit Hilfe eines Fernsprechapparats übermittelte alphanumerische Informationen sichtbar zu machen, ferner eine Darstellungsvorrichtung, die mit dem in Fernsprechleitungen verfügbaren Strom betreibbar ist, eine Vorrichtung zum Darstellen von Echtzeitinformationen unter * Benutzung von Fernsprechapparaten sowie eine Vorrichtung zum Darstellen gespeicherter Informationen unter Benutzung von fernsprechapparaten. Allgemein gesprochen,· gehört zu einer Anordnung bzw. Vorrichtung nach der Erfindung ein Darstellungsfeld, das mit einem nachleuchtenden, sogenannten elektrochromen Material versehen ist. Ein solches Darstellungsfeld ist.z.B. in der U.S.A.-Patentschrift 3 521 941 beschrieben. Das Darstellungsfeld kann in Segmente unterteilte Schriftzeichen oder Punktmatrixschriftzeichen aufweisen, die aus einem solchen elektrochromen Material bestehen. Außerdem ist eine logische Schaltung vorhanden, die es ermöglicht, nach Bedarf einen elektrischen Strom durch die in Präge kommenden elektrochromen Segmente oder Punkte zu leiten, um sie in einer bestimmten Farbe erscheinen zu lassen, so daß sie bestimmte alphanumerische Zeichen bilden. Diese logische Schaltung ist dem als Empfänger dienenden Fernsprechapparat zugeordnet, wo sie dazu dient, über Fernsprechleitungen über— .mittelte Signale in einen Strom zu verwandeln, der den in Frage kommenden Segmenten oder Punkten zugeführt wird. Als Beispiel für eine mögliche Benutzungsweise sei der Fall genannt, daß ein Anrufer einen Fernsprechapparat anwählt, jedoch keine Antwort erhält; dann wählt der Anrufer eine Kode-

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nummer', um der logischen Darstellungseinrichtung des angewählten Fernsprechapparate ein Signal zuzuführen, woraufhin er seine eigene Rufnummer wählt. Hierdurch wird dann bewirkt, daß ein Bild der Rufnummer des Anrufers auf dem Darstellungsfeld des angewählten Fernsprechapparate festgehalten wird, das dann von dem angerufenen Teilnehmer nach seiner Rückkehr abgelesen werden kann. TJm die Darstellungsvorrichtung klein und kompakt zu halten, müssen diese Informationen natürlich auf eine einzige Zeile oder allenfalls auf eine kleine Anzahl von Zeilen begrenzt werden. Unter Benutzung einer Speicher- und Abfrageeinrichtung-würde es jedoch möglich sein, mehrere Rufnummern zu empfangen, zu speichern.und in einem späteren Zeitpunkt darzustellen.

Ferner würde es für einen Anrufer möglich sein, eine Datenquelle anzuwählen, z.B. seine Bank, seinen Börsenmakler oder dergl., wobei der Anrufer eine Kodenummer benutzt, woraufhin die Darstellungsvorrichtung seines eigenen Fernsprechapparats die entsprechenden Informationen "ausdruckt".

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfin- dung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine einfache elektrochrome Darstellungsvorrichtung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Gebraueh in Verbindung mit einem Fernsprechapparat und einer Darstellungsanordnung;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Fernsprechapparats mit einem Darstellungsfeld}

Fig. 4 eine siebenteilige Matrix zum Darstellen digitaler numerischer Informationen;

Fig. 5 die Zahlen 0 bis 9, wie sie mit Hilfe einer siebenteiligen Matrix nach Fig. 4 darstellt werden können;

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Pig. 6 eine verkürzte Ansicht eines Darstellungsfeldes mit mehreren siebenteiligen Matrixanordnungen zum Darstellen einer Pernsprechnumnier oder dergl. ;

Fig. 7 eine Darstellungsmatrix mit 35 Punkten, wobei die Matrix so betätigt ist, daß sie die Zahl 2 darstellt;

!ig. 8 einen Schnitt längs der linie 8-8 in Pig. 7, der die Färbung von elektrochromen Elementen und Gegenelektroden in verschiedenen Schichten zeigt;

Flg. 9 eine elektrochrome Darstellungsmatrix mit in der gleichen Ebene liegenden Darstellungselementen und G-egenelektroden, wobei die Matrix die Zahl 9 darstellt; und

Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 in Pig.9, aus dem die färbung der Darstellungselemente und der G-egenelektroden ersichtlich ist.

In Pig. 1 ist eine elektrochrome"Vorrichtung für eine einfache Darstellung in einem Schnitt schematisch gezeigt. Zu den wichtigen Teilen dieser Vorrichtung gehört eine elektrochrome Schicht 1 , die zweckmäßig als Schicht aus v7O~ ausgebildet und im Vakuum mit einer Dicke von etwa 0,1 bis 1,5 Mikron auf eine leitfähige G-lasunterstützung 2 aufgebracht ist, welche z.B. unter der Handelsbezeichnung FESA-G-las erhältlich ist. In Berührung mit der elektrochromen Schicht 1 ist eine Elektrolyt-Trennschicht 3 angeordnet, deren Dicke etwa 0,01 bis 10 mm betragen kann, die jedoch vorzugsweise im allgemeinen die geringste Dicke hat, mit der sie sich herstellen läßt. Die Elektrolyt-Trennschicht soll eine nohe Leitfähigkeit für Protonen haben; dies läßt sich durch die Verwendung anorganischer Säuren oder von Säuregemischen erreichen, wobei sich Schwefelsäure als für diesen Zweck hervorragend geeignet erwiesen hat. Um Leckverluste möglichst zu verhindern, und um andere für die Herstellung und die Wirkungsweise erwünschte reologische Eigenschaften zu erzielen, ist es zweckmäßig, Gemische von Schwefelsäure mit

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Glycerin, Atiiylenglycol und ähnlichen Alkoholen mit mehreren Hydroxylgruppen zu verwenden, Es ist erwünscht, den Wassergehalt der Elektrolyt-Trennschicht möglicnst gering zu nalten, denn Wasser beeinträchtigt auf die Dauer die Stabilität des eleiitrochromen Films. Die Gegenelektrode 4 kann aus Gold oder eiern, elektrochrom^ Material selbst bestehen, das innig mit einem für Elektronen leitfähigen Material, z.B. Graphit, gemischt ist; das zusammengesetzte Pulver wird mit Hilfe eines weiteren Bestandteils so gebunden oder fixiert, daß die gewünschten elektrischen und mechanischen Eigenschaften erzielt werden, vfie in der niederländischen Patentanmeldung 7 200 120 beschrieben, ist es möglich, eine brauenbare Gegenelektrodenmasse herzustellen, indem man pulverförmiges WO ^ und Graphit in ein Bindemittel aus zerfasertem Polytetrafluorethylen einbringt» Eine weitere ürauchbare Ausführungsform einer elektrochromen Darstellungsvorrichtung ist in der U.S*A.-Patentschrift 5 521 941 beschrieben.

Die Bestandteile Ij 2, 3 und 4 nach I¹Ig. 1 können vor dem Zusammenbau auf die gewünschte Größe zugeschnitten werden* Mit den Bestandteilen 2 und 4 werden Anschlußdrähte verbunden, wobei darauf geachtet wird, daß eine Verunreinigung der elektrochromen Schicht und/oder des Elektrolyten mit Bestandteilen des Lötmittels vermieden wird, da solche Verunreinigungen das einwandfreie Arbeiten der elektrochromen Schicht beeinträchtigen können. Die gesamte Baugruppe muß dann unter hermetischer Abdichtung in einen Behälter aus Kunststoff, Glas oder Metall eingekapselt werden, der sich dicht verschlieiSen läßt, um das Entstehen von Kurzschlüssen zu verhindern, bei dem eine Korrosion des Behälters oder Gehäuses durch den säurehaltigen Elektrolyten vermieden wird, und bei dem der elektrochrome Film für einen Betrachter leicht zu erkennen ist. In der Praxis werden Kombinationen aus Glas, Epoxyharz und Silicon verwendet. Es ist wichtig, ein Entweichen des Elektrolyten zu verhindern, der zwar innerhalb eines großen Betriebstemperaturbereichs ziemlich zähflüssig sein, kann, und ferner ist es wichtig, eine übermäßige

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Verunreinigung der Bestandteile durch Luft oder Wasserdampf nach dem Einkapseln der Baugruppe unmöglich zu machen.

Wie aus Jig. 4 und 7 ersichtlich, können die Bestandteile einer Darstellungsanordnung die verschiedensten geome-. trisehen Muster bilden. Im allgemeinen werden höhere Um— Schaltgeschwindigkeiten zwischen dein farblosen und dem gefärbten Zustand des elektrochromen Films 1 erzielt, wenn man für die Unterlage 2 eine G-lassorte mit einer möglichst hohen leitfähigkeit verwendet und einen möglichst kleinen Abstand zwischen der Gegenelektrode 4 und dem elektrochromen jpilm einhält.

Um den Kontrast zwischen dem gefärbten und dem ungefärbten Zustand des Films zu steigern, kann man der Blektro— lyttrennsctLicirfc 3 ein Pigment beifügen. Zu diesem Zweck iiat sich weißes Titandioxid als Pigment "bewährt. Einen besonders auffälligen Kontrast erhält man bei der Verwendung eines gelben Titanatpigments, z.B. von Sonnengells G.

Um solche Vorrichtungen zu betätigen, benötigt man Spannungen von etwa 0,5 bis 1,5 V; xua eine Färbung des elektrochromen Materials zu bewirken, muß der Film negativ gemacht werden. Um die färbung wieder verschwinden zu lassen, wird der j?ilm umgepolt. Die von einer typischen ^uecksilberzelle abgegebene Spannung von etwa 1,55 V hat -sich als besonders geeignet erwiesen.

Die Betätigungsspannung braucht an die Vorrichtung nur so lange angelegt zu werden, daß je Quadratzentimeter der elektrochromen Filmflache eine Energiemenge von etwa 10 bis 30 Millicoulomb zugeführt wird. Der hierbei durch die Vorrichtung fließende Strom erzeugt eine tiefblaue Färbung, wobei das Reflexionsvermögen für weißes Licht im Bereich von 5fi bis 20% liegt.

Außer den beschriebenen gelartigen Elektrolyten kann man auch Säure- oder Salzelektrolyte verwenden. In diesem

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verwendet man Säuren und Salze, die mit dem elektrochromen Material und dem Material der Gegenelektrode kompatibel sind. Solche Stoffe sind z.B. in der U.S.A.-Patentschrift 3 439 071 beschrieben. Zu den verwendbaren Säuren gehören z.B. die folgenden:

1). ϊ/äßrige Schwefelsäurelösungen im Bereich von 0,1- bis 12,0-molar; ■

2) dchwefelsäurelösungen von Propylencarbonat, Acetonitril, Dimethylformamid und anderen mit Schwefelsäure kompatiblen organischen Lösungsmitteln;

3) Starke organische Säuren, z.B. 2-Toluolsulfonsäure, in Propylencarbonat- und anderen organischen Lösungsmitteln;

4) Alkalimetalle oder alkalische Erdmetalle oder Metallsalze seltener Erden, z.B. Lithiumperchlorat, -Nitrat, -Ghlorit, .-Sulfat usw., in organischen Lösungsmitteln wie Acetonitril und Propylencarbonat.

Ein besonderer Vorteil der vorstehend genannten Lösungsmittel besteht in ihren dielektrischen Eigenschaften und ihrer Lösungsfähigkeit, die zu einer hohen Leitfähigkeit und einer hohen Kapazität führen.

Das Material der Gegenelektrode 4 wird aus einer Gruppe von Materialien gewählt, die mit den genannten Elektrolyten kompatibel sind, und zu denen z.B. Wolframoxid und Molybdänoxid gehören. Es ist vorteilhaft,, jedoch nicht unbedingt erforderlich, beide Elektroden aus dem gleichen Material herzustellen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird Wolframoxid für die Darstellung verwendet, und das gleiche Material wird als Gegenelektrode in Berührung mit dem Elektrolyt verwendet.

Elektroden, die sich bei ihrer Verwendung in Schwefelsäure bewährt haben, sind in- dem Artikel "Reference BIec-. trodes in Sulfuric Acid", Electrochemical Technology, Mai-Juni 1966, S. 275 bis 276, beschrieben.

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Als "besonderes Beispiel für eine Gegenelektrode, die mit Schwefelsäure kompatibel und für den erfindungsgemäßen Zweck verwendbar ist, sei eine Gegenelektrode in Form einer Platte aus porösem metallischem Blei genannt.

Weitere Elektrodenmaterialien, die sich in Schwefelsäure verwenden lassen, sind nachstehend aufgeführt:

Quecksilber - Quecksilber(II)sulfat

Gold - GoId(I)oxid
Platin - Platin(II)oxid

Rhodium - Rhodium( III) oxid-

Wolfram

Chrom(II)carbid

Zirkon - Zirkon(II)ozid

Molybdän
tfolfram(II)carbid

Tantal(II)borid

"ETiob

Palladium

Silicium - Silicium(II)carbid

Tantal

Tantal - Tantal(V) oxid
Mob - Mob(V) oxid
Niob(II)carbid

Hafnium(II)carbid
Platin

Blektrochrome Materialien sind auch bei digitalen Darstellungsvorricntungen verwendbar. Zu einer solchen Darstellung kann man entweder eine Punktmatrixanordnung nach Pig. 7 und 8 mit sieben waagerechten Reihen zu je vier Punkten oder eine Matrix nach Pig. 4, 5, 6, 9 und 10 benutzen, bei der sieben Segmente vorhanden sind, die eine achterförmige Anordnung bilden. Pig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild eine elektronische Schaltung für einen !Fernsprechapparat mit einer Darstellungseinriclitung.

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Zu der Schaltung nach Fig. 2 gehört ein als Sender dienender Fernsprechapparat 20, mittels dessen eine Hummer gewählt wird, und der bewirkt, daß entsprechende Signale über eine Fernsprechvermittlung 21 einem als Empfänger der Meldung dienenden Fernsprechapparat 22 zugeführt werden« Wenn der angerufene Teilnehmer nicht antwortet oder der Fernsprechapparat 22 besetzt ist, kann der Anrufer mit Hilfe des Fernsprechapparats 20 eine besondere Kodenummer und dann erneut die ursprüngliche lummer wählen» Hierdurch wird eine Dekodiertreiberschaltung 23 veranlaßt j die übermittelte Hummer mit Hilfe des Darstellungsfeldes 24 anzuzeigen. Ist der angewählte Fernsprechapparat 22 besetzt, überführt die Dekodiertreiberschaltung 23 das Zahlensignal in einen Speicher 25, aus dem es zu dem Darstellungsfeld 24 übermittelt wird, sobald der Fernsprechapparat 22 nicht mehr besetzt ist» Der Aufbau der logischen Schaltung für den Dekodierungstreiber 23 ist für die Erfindung ohne Bedeutungι zu diesem Zweck stehen verschiedene bekannte Ausführungsarten zur Verfügung, Die Sig-· nalverarbeitungsschaltung führt für jede Ziffer elektrische Energie sechs Darstellungsdekodierern zu. Die Dekodierer, von denen jeder Ziffer je einer zugeordnet ist, verwandeln binär kodierte dezimale Informationen, die den zugehörigen Zählschaltungen entnommen werden, jeweils in die betreffenden Zahlen. Wird zum Darstellen einer Zahl eine Punktmatrix mit 35 Punkten benutzt, die aus elektrochromem Material bestehen, benötigt man für jeden Punkt einen gesonderten Dekodierer. : ·

Es könnte auch dafür gesorgt sein, daß in dem Speicher 25 gespeicherte Informationen gesammelt werden, wenn von dein angewählten Fernsprechapparat keine Antwort eingeht. Mit Hilfe einer Abfrageeinrichtung könnten dann die gespeicherten Informationen nach Bedarf in einem späteren Zeitpunkt mit Hilfe des Darstellungcieläes 24 sichtbar gemacht werden=

Uatürlieh könnte man nit Hilfe einer solchen Anordnung unter Benutzung- eines etwas größeren Darstellungsfeldes

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mehrere Zahlen darstellen· Ferner würde es eine entsprechende logische Schaltung einem Anrufer ermöglichen, Informationen, in einer alphanumerischen Sprache darzustellen·

Fig· 3 zeigt einen typischen Fernsprechapparat mit einem digitalen numerischen Darstellungsfeld· Natürlich könnte nsan die Anordnung und die Gestaltung des Darstellungsfeldes und des eigentlichen Ferasprechapparats In der verschiedensten Weise abändern·

Der fernsprechapparat nach fig. S besitzt ein digitales Darstelluagafeld der in Fig. 6 gezeigten Art, bei dem Anaseigesegmente nach Fig· 4 und 5 vorhanden sind· Natürlich könnte man auch Punktmatrixanordnungen nach Fig. 7 und δ in Verbindung alt entsprechenden Umscnalteinrichtungen bei der logischen Schaltung bzw. Delcodier-Treibschaltung 23 verwenden* Es ist ein Schalter 26 vorgesehen, um ein Löschen von Botschaften auf dem Darstellungsfeld 24 seitens des angerufenen Teilnehmers zu ermöglichen. Der Schalter 23 wirkt dabei im Sinne einer umkehrung des fctromflussea durch «si© iJecoder-Troi&erschaltung su den gefärbten Elementen des Darstellungsfeldes 24, um die Farbe und damit die Botschaft zu löschen·

üie in Flg. 9 und Io gezeigte Darstellun^svorrichtung unterscheidet sich Insofern etwas von derjenigen nach Fig. ? und Ii₁ als die Gegenelektrode« 31 jeweils in der gleichen Ebene angeordnet sind vie die Punkte 32,

Fig. 7 zeigt eine Punktmatrix mit 2& Punkten, bei der veranlaßt wurde, daß die Zahl 2 in Gestalt gefärbter fniniite erscheint· Die Punkte 32 sind auf die innere leitende Oberfläche der NISA-Sehicht 12 \ιηά die Funk^ö 33 in gleicher Weise auf die innere leitende öLsrflache der MiiM-Ssäielii 3d aufgebracht worden· JDer SwiscäsnrauB 16 Ist mit einem leitencion i-iittel ausgefüllt vi© ^i* ©düea der vc

U α Ü l i ,-·■ J c & ζ - g^ ORIGINAL

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Fig. 8 veranschaulicht dlο Färbung der Punkte 32, die gemäß Fig. 7 die auf der äußersten rechten Seite liegende senkrechte Spalte bilden« sowie die Färbung der zugehörigen gegenüberliegenden Gegenelektroden 33 für den Fall, daß beide Bestandteile aus dem gleichen Material, z.B. Wolframoxid, bestehen« Die von den einen Satz von Punkten ausgehenden elektrischen Anschlüsse sind in Fig. 3 durch eine gestrichelte Linie 34 angedeutet.

Bei der Fernspreclianlage könnte man auch andere Schaltungen verwenden· Balra Vorhandensein entsprechender Schaltungen könnte sich die Axilaga mit der Netzspannung betreiben lassen· Abschließend ist zu bemerken, daß die Erfindung jede denkbare Kombination einer Fernsprechanlage mit Anordnungen zum Darstellen alphanumerischer Informationen mit Hilfe anhaltend färbbaren elektroehrorr.en Darstellungsvorrichtungen umfaßt·

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Claims (5)

1. A IT S P R U- C H E

   \\y ' Anordnung zum Darstellen alphanumerischer Informationen in Verbindung mit einem Fernsprechapparat, gekennzeichnet durch einen Fernsprechapparat (22), ein dem Fernsprechapparat zugeordnetes, zum Festhalten von alpiianujnerisehen Informationen geeignetes elektrochromes Darstellungsfeld (24) und eine elektrische logische Schaltung

   (23) zum Umwandeln von durch den Fernsprechapparat empfangenen Signalen in Betä,tigungssignale für das Darstellungsfeld.
2. 2.. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der elektrischen logischen Schaltung bzw. dem Dekodierer (23) und dem Darstellungsfeld

   (24) ein elektrisoher Speicher (25) vorhanden ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine dem Fernsprechapparat (22) zugeordnete logische Abfrageschaltung zum Abfragen des elektrischen Speichers (25) und zum Überführen der abgefragten Informationen in das Darstellungsfeld (24).
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Dekodierer (23) auf ein ihm von einem zweiten Fernsprechapparat (20) aus zugeführtes gewähltes Kodesignal anspricht, um die dem alphanumerischen Darstellungsfeld (24) des zuerst genannten Fernsprechapparats (22) zugeordnete Schaltung zu betätigen und danach die Informationen darzustellen, die den mit Hilfe des zweiten Fernsprechapparats gewählten Signalen entsprechen.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dem zuerst genannten Fernsprechapparat (22) zugeordnete Einrichtung (26) zum Löschen der durch das Darstellungsfeld (24) dargestellten alphanumerischen Informationen.

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